加减法指令的实现.docx
《加减法指令的实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《加减法指令的实现.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
加减法指令的实现
基本模型机的设计
——加减法指令的实现
1设计题目
基本模型机系统分析与设计，利用所学的计算机组成原理课程中的知识和提供的实验
平台完成设计任务，从而建立清晰完整的整机概念。
着重加减法指令的实现和设计，编制
实验所需的程序，上机测试并分析所设计的程序。
2设计目的
（1）巩固“电工电子学”、“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、和“计算机组成原理”等相关课程学习内容。
（2）掌握计算机组成原理实验平台的使用，加深对计算机各模块协同工作的认识，建立清晰完整的整机概念。
（3）通过使用HKCPT软件了解程序编译,加载过程。
（4）通过单步,单拍调试,理解模型机中的数据流向。
3模型机的逻辑框图
根据设计要求，模拟机的逻辑框图如下：
DR1DR2累加
器A
374374374374
CY
ZD
AL
ALU-O
244244
DATABUS
166*2PC374IR2RAM程序374指令6264*3
寄存器
PC-O
244
IR2-O244
指令译码
163*2微地
址寄存器
ADDRESSBUS
微地址
4指令系统的设计
4.1指令类型
（1）算术/逻辑运算指令
如：
进行加法、减法、取反、逻辑运算例如:
ADDA,Ri
SUBA,RiANDA,Ri
（2）移位操作指令
带进们位或不带进位的移位指令例如：
RRCA,Ri
RRA
（3）数据传送类指令
CPU内部寄存器之间进行数据传递
例如:
MOVA,RI
MOVRI,A
（4）程序跳转指令
程序跳转指令可分为无条件跳转指令和有条件跳转指令两大类.它可以根据寄存器的
内容是否为零来标志（ZD）,有进位标志（CY）,也可以根据实际情况自行设置。
例如:
无条件跳转指令
JMPaddr
ZD=0时跳转
JZaddr
CY=0
时跳转
JCaddr
自定义的跳转语句
JNaddr
（5）存储器操作类指令
存储器读／写指令，用来把内在单元写入寄存器中或把寄存器中的内容写入存储器。
例如：
LDDaddr
（addr
A）
STAaddr
（A）
addr）
4.2操作数寻址方式和编码
操作数寻址方式就是形成操作数有效地址的方法.寻址过程不是用X和D的不同组合
形成操作数有效地址的过程.其图示如下:
OPXD
（1）立即数寻址
操作数直接给出在指令字中，即指令字中直接给出的不是操作数地址，而是操作数本
身。
主要用法：
把一个确定的数据传送到一个通用寄存器中。
单字指令：
操作码Ri立即数
双字指令：
操作码Ri
立即数
（2）直接寻址
在指令的操作码地址字段直接给出操作数在存储器中的地址单字指令：
操作码Ri直接地址
双字指令：
操作码Ri
直接地址
（3）寄存器寻址
寄存器中存放操作数，指令中给出寄存器编号（名字、地址），寄存器寻址在指令中占用位数少，有利于缩短指令字长度，取数、保存结果迅速方便，是最基本、最简单的寻址方式。
（4）寄存器间接寻址
寄存器中存放操作数的地址，根据该地址去读写存储器，形式地址为寄存器编号（名
字）
操作码Ri
存储器
操作数
操作数的地址
通用寄存器
5微程序及其实现的方法
在本实验平台的硬件设计中,采用24位微指令，若微指令采用全水平不编码纯控制场
的格式，那么至少可以有24个微操作控制信号，可由微代码直接实现。
由于本实验中,模型机指令系统规模较小,功能也不太复杂,所以采用全水平不编码纯控制场的微指令格式.在模型机中,用指令操作码的高压4位作为核心扩展成8位的微程序入口地址MD0-MD7,这种方法称为”按操作码散转”（如下图所示）。
微程序地址形成
MD7
MD6
MD5
MD4
MD3
MD2
MD1
MD0
0
0
I7
I6
I5
I4
1
1
按操作码散转
指令操作码
微程序首
地址
MD7,MD6
I7
I6
I5
I4
MD1,MD0
MD7-MD0
0
0
0
0
0
1
003H
0
0
0
0
1
1
007H
0
0
0
1
0
1
00BH
0
0
0
1
1
1
00FH
0
0
1
0
0
1
013H
0
0
1
0
1
1
017H
0
0
1
1
0
1
01BH
0
0
1
1
1
1
01FH
0
1
0
0
0
1
023H
0
1
0
0
1
1
027H
0
1
0
1
0
1
02BH
0
1
0
1
1
1
02FH
0
1
1
0
0
1
033H
0
1
1
0
1
1
037H
0
1
1
1
0
1
03BH
0
1
1
1
1
1
03FH
每条指令由不超过4条的微指令组成，那么可根据下表组成每条微程序的首地址。
微
指令的运行顺序为下地址确定法，每条微指令执行过后微地址自动加1,指向下一条微地
址。
00
01
02
03
1
04
2
05
06
07
1
08
2
09
3
0A
0B
0C
0D
0E
0D
00
01
02
03
（1）
04
（2）
05
06
07
MOV
（1）
08
MOV指令微程序
（2）
09
MOV指令微程序（3）
0A
0B
0C
0D
0E
0D
6模型机当中时序的设计安排。
因为模型机已经确定了指令系统，微指令采用编码纯控制场的格式，微程序入口地址
采用操作码散转方式，微地址采用计数增量方式，所以可确定模型机中时序单元中所产生
的每一拍的作用。
在此次实验中，由监控单元产生一个PLS-O的信号来控制时序产生。
PLS-O信号经过
时序单元的处理产生了4个脉冲信号（如下图所示:
）。
4个脉冲信号组成一个微周期，为
不同的寄存器提供工作脉冲。
PLS1：
微地址寄存器的工作脉冲，用来设置微程序的首地址及微地址加1。
PLS2：
PC计数器的工作脉冲，根据微指令的控制实现PC计数器加1和重置PC计数
器（跳转指令）等功能。
PLS3：
把24位微指令打入3片微指令锁存器。
PLS4：
把当前总线上的数据打入微指令选通的寄存器中。
SIGN
PLS1
PLS2
PLS3
PLS4
7设计指令执行流程。
模拟机的指令执行流程为：
在模型机处于停机状态时，模型机的微地址寄存器被清零，微地址锁存器输出无效（为高）。
在处于停机状态时，脉冲PLS1对微地址寄存器（74LS161）无效，微地址寄存器保持为零。
脉冲PLS2对PC计数器无效，同时PLS2把HALT=1打入启停单元中的运行状态寄存器（74LS74）中，把模型机设置为运行状态，使微程序锁存器输
出有效。
PLS3把微程序锁存器00H单元（00H单元存放着取指微指令）中的内容打入微指令锁存器中，并且输出取指微指令。
PLS4把从程序存储器中读出的数据打入指令寄存器中。
在模型机处于运行状态时，脉冲PLS1将微地址寄存器（74LS161）加1，脉冲PLS2将PC计数器加1，PLS3把微程序存储器中的微指令打入微指令锁存器并且输出。
PLS4把当前总线上的数据打入当前微指令所选通的寄存器。
举例说明：
对于单字节指令ADDA,Ri,需执行下列微操作：
（PC）+1→PC；PC加1,为下条指令字节准备
（A）→DR1；累加器A内容送ALU
（R0）→DR2；寄存器Ri内容送ALU
（A）+（Ri）→IDB→A；使ALU执行加法,结果经IDB最后送如累加器A
Cn+4→CY；据加法结果置进位标志CY;
（PC）→IAB→OAB；PC积存器内容做访问内存地址
（PAM）→0DB→IDB→IR1；从内存该地址单元读出指令字节送指令寄存器
IR1
在源程序中指令ADDA，R0的执行过程中，时序图如下：
A→锁存器DR1
寄存器R0→锁存器DR2
ALU→A
取指微指令RAM→BUS→IR1
8源程序,程序的指令代码及微程序
8.1
源程序
MOVA,#55
RAM
→A
MOVR0,#66
RAM
→R0
ADDA,R0
（A）+（RO）→A
MOVR1，#33
RAM
→R1
SUBA,R1
A-（R1）
→A
STA10
A
→RAM
HALT
停机
8.2
微指令序列
地址指令序列微地址微指令序列说明
00
MOVA,#55
00000
4DFFFF
取指指令
0017
DDFBFF
Dbus->A
02
MOVR0,#66
0018
4DFFFF
取指指令
04
ADDA,R0
001C
4DFFFF
取指指令
0003
FFFCF9
A→Dbus→DR1
0004
FF7F79
Ri→Dbus→DR2
0005
FFFBA9
ALU→Dbus→A
05
MOVR1#33
0006
ADFFFF
取指指令
001B
DDBFFF
Dbus→Ri
07
SUBA,R1
001C
4DFFFF
取指指令
0007
FFFCD6
A→Dbus→DR1
0008
FF7F56
Ri→Dbus→DR2
0009
FFFB86
ALU→Dbus→A
08
STA10
000A
4DFFFF
取指指令
0023
D5FFFF
Dbus→IR2
0024
BBFDFF
[IR2]→bus,A→Dbus→RAM
0A
HALT
0025
4DFFFF
取指指令
003F
FFDFFF
停机
9HKCPT的联机方式与脱机方式的实现过程
9.1HKCPT的联机方式
首先启动HKCPT软件,打开主窗口.在代码窗口输入汇编源程序,然后单步运行,微单步
运行过程如下表格所示:
微地址
数据流程
数据总线
地址总线
操作寄存器
00H
取指令
5FH
00H
IR1=5FH
RAM->BUS->IR1
MOVA,#55
17H
BUS->A
55H
01H
A=55H
18H
取指微指令
6CH
02H
IR1=6CH
RAM->BUS->IR1
MOVR0,#66
1BH
66H
03H
寄存器
R0=66H
1CH
0CH
04H
IR1=0CH
ADDA,R0
03H
55H
无效
DR1=55H
04H
66H
无效
DR2=66H
05H
BBH
无效
A=BBH
06H
6DH
05H
IR1=6DH
MOVR1,#33
1BH
33H
06H
寄存器
R1=33H
1CH
1DH
07H
IR1=1DH
SUBA,R1
07H
BBH
无效
DR1=1DH
08H
33H
无效
DR2=33H
09H
88H
无效
A=88H
0AH
8FH
08H
IR1=8FH
STA10
23H
10H
09H
IR2=10H
24H
88H
10H
RAM（10）=88H
25H
FFH
0AH
IR1=FFH
HALT
3FH
无效
无效
置停止状态
9.2脱机运行
按下列表格内容将数据输入模拟机
内在地址
指令助记符
指令码或立即数
说明
00H
MOVA,#55
5FH
立即数A
01H
55H
02H
MOVR0,#66
6CH
立即数66H
寄存器R0
03H
66H
04H
ADDA,R0
OCH
A内容+R0内容寄存器A
05H
MOVR1,#33
6DH
立即数33H
寄存器R0
06H
33H
07H
SUBA,R1
1DH
A内容R1内容A
08H
STA10
8FH
将A内容写入RAM地址10H
09H
10H
0AH
HALT
FFH
停机
对照屏幕菜单按step键单步运行。
按RUN键进行全程运行。
注意观察脱机单步运行
时运行结果是否与联机时单步运行结果一致。
10个人总结
通过本次课程设计，巩固了“电工电子学”、“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、和
“计算机组成原理”等相关课程学习内容。
理解了“计算机组成原理”课程所讲解的
原理，加深对计算机各模块协同工作的认识
课程设计是一个相当好的锻炼动手能力的过程，在实践活动中，将所学知识综合
运用培养我们独立工作和创新思维的能力，取得设计与调试的实践经验。
这次设计我最大的体会就是，无论什么事情都是平时一点一滴积累的过程，学习更加
如此。
正因为我平时对试验态度一般，学习不够严谨，对很多问题一知半解，认为只要过
了就行了。
使得这次进行课程设计的时候感觉有点难度有时候不得不请教同学和查阅相关
资料，通过努力，最后还是完成了课程设计。
公司档案管理制度
一、总则
1、为加强本公司档案工作，充分发挥档案作用，全面提高档案管理水平，有效地保护及利用档案，为公司发展服务，特
制定本制度。
2、公司档案，是指公司从事经营、管理以及其他各项活动直接形成的对公司有保存价值的各种文字、图表、声像等不同形式的历史记录。
公司档案分为受控档案和非受控档案。
3、公文承办部门或承办人员应保证经办文件的系统完整（公文上的各种附件一律不准抽存）。
结案后及时归档。
工作变动或因故离职时应将经办的文件材料向接办人员交接清楚，不得擅自带走或销毁。
二、文件材
料的收集管理1、公司指定专人负责文件材料的管理。
2、文件材料的收集由各部门或经办人员负责整理，交总经理审阅后归档。
3、一项工作由几个部门参与办理的，在工作中形成的文件材料，由主办部门或人员收集，交行政部备案。
会议文件由行政部收三、归档范围
1、重要的会议材料，包括会议的通知、报告、决议、总结、典型
2、本公司对外的正式发文与有关单位来往的文书。
3、本公司的各种工作计划、总结、报告、请示、批复、会议记录、统计报表及简报。
4、本公司与有关单位签订的合同、协议书等文件材料。
5、本公司职工劳动、工资、福利方面的文件材料。
6、本公司的大事记及反映本公司重要活动的剪报、照片、录音、录像等。
四、归档要求
1、档案质量总的要求是：
遵循文件的形成规律和特点，保持文件之间的有机联系，区别不同的价值，便于保管和利用。
2、归档的文件材料种数、份数以及每份文件的页数均应齐全完整。
3、在归档的文件材料中，应将每份文件的正件与附件、印件与定稿、请示与批复、转发文件与原件，分别立在一起，不得分开，文电应合一归档。
4、不同年度的文件一般不得放在一起立卷；跨年度的总结放在针对的最后一年立卷；跨年度的会议文件放在会议开幕年。
5、档案文件材料应区别不同情况进行排列，密不可分的文件材料应依序排列在一起，即批复在前，请示在后；正件在前，附件在后；印件在前，定稿在后；其它文件材料依其形成规律或应保持文件之间的密切联系
并进行系统的排列。
6、案卷封面，应逐项按规定用钢笔书写，字迹要工整、
五、档案管理人员职责1、按照有关规定做好文件材料的收集、整理、分类、归档等工作。
2、按照归档范围、要求，将文件材料按时归档。
3、工作人员应当遵纪守法、忠于职守，努力维护公司档案的完整与安
全。
1、公司档案只有公司内部人员可以借阅，借阅者都要填写《借阅单》，报主管人员批准后，方可借阅，其中非受控文档的借阅要由部门经理签字批准，受控文档的借阅要由总经理签字批准。
2、档案借阅的最长期限为两周；对借出档案，档案管理人员要定期催还，发现损坏、丢失或逾期未还，应写出书面报告，报总经理处
只有一个孤独的影子，她，倚在栏杆上；她有眼，才从青春之梦里醒过来的眼还带着些朦胧睡意，望着这发狂似的世界，茫然地像不解这人生的谜。
她是时代的落伍者了，在青年的温馨的世界中，她在无形中已被摈
弃了。
她再没有这资格，心情，来追随那些站立时代前面的人们了！
在甜梦初醒的时候，她所有的惟有空虚，怅惘；怅惘自己的黄金时代的遗失。
咳！
苍苍者天，既已给与人们的生命，赋与人们创造社会的青红，怎
么又吝啬地只给我们仅仅十余年最可贵的稍纵即逝的创造时代呢？
升级会员 