设计十五条指令计算机组成,计算机组成原理设计题3.doc

计算机组成原理设计题3

一．(11分) 运算器结构如图A10.1示。IR为指令寄存器，R1—R3为三个通用寄存器，其中任何一个可作为源寄存器或目标寄存器,A和B是三选一多路开关，通路的选择分别由AS0,AS1和BS0,BS1控制。(如BS0BS1 = 01选择R1,10选择R2,11选择R3)。S1S2是ALU的操作性质控制端，功能如下：

S1S2 = 00 ALU输出B S1S2 = 01 ALU输出A + B

S1S2 = 10 ALU输出A – B S1S2 = 11 ALU输出B

现有四条机器指令，其操作码OP功能如下：

指令名称OP指令功能MOV00从源寄存器传送一个数到目标寄存器ADD01源寄存器和目标寄存器内容相加后送目标寄存器COM10源寄存器内容取反后送目标寄存器ADT11十进制加法指令，修正量6在R3.a,b数在R1和R2 BUS

ALU→BUS LDCJ

S1

S2 +1 R/W

A B 主存M

AS0 BS0

AS1 11 10 01 11 10 01 BS1

R3 R2 R1 R3 R2 R1

LDIR LDR3 LDR2 LDR1

图A10.1

请设计微指令格式。

假定“取指”微指令完成从主存M取指令到IR,画出四条机器指令的微程序流程图。请标出具体微地址和测试标志。

解:(1)假设控存容量为16单元.从总框图看到:控制信号共有12个,CM容量为16单元, 需占用4位下地址字段,判别测试字段需2位.

分析机器指令级的指令格式与A,B两个多路开关的控制方式后发现, AS0, AS1和 BS0,BS1四个控制信号可以直接由机器指令级上的源字段和目标字段控制,但ADT指令例外. 为此微指令中设A,B二个微命令,用以产生AS0, AS1 ,BS0,BS1信号.另外,LDR1—LDR3三个控制信号可以由微指令级提供一个控制信号LDRi,然后与机器指令级上的目标字段进行组合译码后产生

微