计算机微指令对应的机器码.docx
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计算机微指令对应的机器码
PC+1→AR00000E0090305402
PC+1→PC00000E00B0305400
PC+1→PC,AR00000E00B0305402
MEM→Q00000E0000F00000
MEM+Q→Q00000E0000E00000
Q→MEM00000E0010200010（DC1选择运算器输出）
MEM+Q→DR00000E0030E00008
MEM*2→DR00000E0070F00008
SR+MEM→Q00000E0000D00080
SR+MEM→DR00000E0030D00088
PC+1→AR00000E0090B05402
PC-1→AR00000E0091B05402
IP+1→AR00000E0090306402
IP+OFFSET→PC00000E0030D65000
ADDR→PC00000E0030F05000
PC→AR,PC+1→PC00000E00A0B55402
DR→AR00000E0090B0000A
SR→AR00000E0090C00082
MEM→AR00000E0010F00002
DR-SR00000E0191100088
SR-MEM00000E0111D00080
Q-MEM00000E0111E00000
（11）比较SR和DR的大小,大于时ADDR1->PC,小于等于[ADDR2]+SR->[ADDR2]:
===========================
00000e00a0355402
00000e1192100088
0042437090000000
0041435090000000
0029031030f05000
00000e00a0355402
00000e1010f00002
00000e1000d00080
0029031010200010
00000e10b1100088
00290300b0355400
>a800
↙
movr1,900
movr2,b
movr3,100
ldmc
ret
>g800↙
>a820↙
movr0,2
movr1,4
movr2,3
mov[0890],r2
nop
nop
nop
ret
>e828↙
d41008800890
>a880↙
movr3,100
ret
>g820↙
（12）设计一条条件转移指令。
将SR与内存单元DATA的值进行比较，如果SRDR，否则ADDR->PC
===========================
指令格式:
D4 DR SR
DATA
ADDR
100:
PC->AR,PC+1->PC（data） 00000E00A0B55402
101:
MEM->Q（data=88） 00000E0000F00002
102:
SR-Q,标志 00000E0192800088
103:
S=1时跳到107,否则顺序104 0041D3B080000000
104:
PC->AR（addr） 00000E00A0B55002
105:
MEM->PC（addr=082A） 00000E1030F55000
106:
CC#=0退出 0029030090100000
107:
SR+Q->DR,标志 00000E10B0800088
108:
PC+1->PC,CC#=0退出 00290300B0B55400
>A800↙
0800:
MOVR1，900 ;微码在内存中的首地址
0802:
MOVR2，9 ;共9条微指令
0804:
MOVR3，100 ;微码在微控存中的首地址
0806:
LDMC ;加载微码指令
0807:
RET
0808:
>G800↙ ;加载微指令到控制存储器
>A820↙
MOVR1,99 ;R1是指令中的SR，用它和DATA比较
NOP
NOP
NOP
RET
>A82A↙
MOVR8,D ;大于等于时，将会跳到82A执行这条赋值指令
RET
>E822↙
输入以下内容:
D4218882A
运行结果
>G820↙ ;运行程序
结果:
1.SR SR=99
DATA=100
DR=199
2.SR≥DATA时
SR=99
DATA=99
R8=000D
（13）设计一条指令,比较SR内容与[ADDR].如果SR<[ADDR],则SR+[ADDR]->[ADDR];否则SR-[ADDR]->[ADDR].
===========================
100H:
PC->AR,PC+1->PC:
00000E00A0B55402
101H:
MEM->AR:
00000E0010F00002
102H:
SR-MEM->Q:
00000E0101D00080
103H:
条件转移:
004143B090800000
104H:
Q->MEM,CC#=0:
0029030010200010（SR>=MEM）
105H:
SR+MEM->Q:
00000E0000D00080（SR106H:
Q->MEM,CC#=0:
0029030010200010
>A800
↙
MOVR1,900
MOVR2,7
MOVR3,100
LDMC
RET
>G800↙
>A820↙
MOVR7,0001
MOVR1,0002
MOV[082A],R1
NOP
NOP
RET
>E826↙
D407082A
>G820↙
可以节省一条语句,在执行到105H的时候，让他无条件跳转到104H,就可以了!
则:
105H:
SR+MEM->Q，条件转移:
00410E0000D00080（SR舍弃106H
（14）设计一条指令,比较SR内容与[ADDR].如果SR<[ADDR],则IP+OFFSET->PC;否则SR+[ADDR]->DR.错误
===========================
100H:
PC->AR:
00000E0090B05002
101H:
MEM->AR:
00000E0010F00002
102H:
SR-MEM:
00000E0111D00080
103H:
条件转移:
004183B090800000
104H:
SR+MEM->DR,CC#=0:
00294E1030D00088
105H:
PC+1->AR:
00000E0090B05402
106H:
IP+MEM->PC:
0029030020D65000
（15）DR>[ADDR]则DR-[ADDR]->DR；DR<=[ADDR]则DR+[ADDR]->DR
===========================
00000e10a0355402
00000e1080300008
00000e1010f0000a
00000e1111e00000
0041c37090800000
0041c35090800000
0029031031e00008
0029031030e00008
>a800
↙
movr1,900
movr2,8
movr3,100
ldmc
ret
>g800↙
>a820↙
movr0,5
nop
nop
ret
>e822↙
d4000890
>e890↙
0003
>g820↙
设计一条减法指令
把内存单元数据DATA与用绝地址表示的内存单元ADDR的内容相减，结果存到DR寄存器中。
1.指令格式
指令格式：
D4
DR
X
ADDR
DATA
2.指令功能
功能：
DATA-[ADDR]→DR
3.设计分析
根据指令的功能和指令格式，先读取地址ADDR单元内容暂时放置于Q寄存器中，然后再读取内存单元数据DATA内容，同时与Q寄存器内容相减，结果也暂存放在Q寄存器中，最后把Q寄存器的运算结果传到DR中。
4.微程序
100：
PC→AR，PC+1→PC：
00000E00A0B55402
101：
MEM→AR：
00000E0010F00002
102：
MEM→Q：
00000E0000F00000
103：
PC→AR，PC+1→PC：
00000E00A0B55402
104：
MEM-Q→DR，CC#=0：
0029030132E00008
5.加载微码到微控存程序段
说明：
微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中
>A0800↙
0800：
MOVR1，900；微码在内存中的首地址
0802：
MOVR2，5；微指令条数
0804：
MOVR3，100；微码在微控存中的首地址
0806：
LDMC；加载微码指令，将微码指令加载到控存
0807：
RET
0808：
>G0800↙
6.运行程序段
>A0820↙
0820：
MOVR0，0004
0822：
MOV[0890]，R0
0824：
NOP
0825：
NOP
0826：
NOP
0827：
RET
>E0824↙
然后输入以下内容：
D41008900013
7.运行结果
>G0820↙
>RR1↙
R1=0009
设计一条同值补码数符号扩展指令
设计一条指令，完成对存放在低位的8位有符号补码数进行符号扩展，即将其变为16位的同值得补码数，结果仍保存在原寄存器中。
8.指令格式
指令格式：
D4
DR
X
9.指令功能
功能：
对存放在低位的8位有符号补码数进行符号扩展，即将其变为16位的同值得补码数，结果仍保存在原寄存器中。
10.设计分析
正数的补码中符号位为0，各数位为其本身，负数的补码符号位为1，各数位为其的反，末尾再加一。
那么对于正数的扩展，直接在高8位添0即可。
对于负数的扩展，先假设把它还原成原码，符号位移动到最高位，然后变为反码，则高8位全为1，低8位与未扩展之前相同。
综上，可以把待扩展的补码数通过左移9位得到其符号位，保存在C中。
然后采用8次带符号位的右移操作，得到结果。
11.微程序
100：
8→RC：
0002040080800000
101：
2DR→DR：
00000806F0B00008
102：
8→RC：
0002040080800000
103：
DR/2→DR：
00000800D0B00108
104：
CC#=0：
0029030080000000
12.加载微码到微控存程序段
说明：
微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中
>A0800↙
0800：
MOVR1，900；微码在内存中的首地址
0802：
MOVR2，5；微指令条数
0804：
MOVR3，100；微码在微控存中的首地址
0806：
LDMC；加载微码指令，将微码指令加载到控存
0807：
RET
0808：
>G0800↙
13.运行程序段
>A0820↙
0820：
MOVR0，0029
0822：
MOVR1，00A9
0824：
NOP
0825：
NOP
0826：
RET
>E0824↙
然后输入以下内容：
D400
>E0825↙
然后输入以下内容：
D410
14.运行结果
>G0820↙
>RR0↙
R0=0029
>RR1↙
R1=FFA9
设计一条条件控制转移指令
设计一条指令，实现地功能是：
（说明：
其中有一种情况请用SCC=7，IR10~IR8=0~7的条件实现）
当DR=SR时，则IP+OFFSET→PC；
当DR否则执行下条汇编指令。
（注：
OFFSET为位移量；ADDR为某内存单元地址）
1.指令格式
指令格式：
D9
DR
SR
OFFSET
ADDR
2.指令功能
功能：
当DR=SR时，则IP+OFFSET→PC；
当DR否则执行下条汇编指令。
3.设计分析
指令通过比较DR和SR的大小实现语句的条件转移。
先对DR和SR作差得到运算结果标志Z和符号标志S。
首先根据Z进行转移，如果Z=1，那么说明DR=SR，跳转到CC#=0；否则顺序执行根据S进行转移，如果S=1，那么说明DRSR。
根据Z转移利用的是SCC=7，IR10~IR8=001的条件实现的，故操作码使用D9；而根据S转移是利用SCC=5的条件实现的。
4.微程序
110：
DR-SR，得到Z和S：
00000E0191100088
111：
PC→AR，PC→Q：
00000E0080305002
112：
IP+MEM→PC，Z=1跳转116：
004583F030D65000
113：
Q+1→Q，Q→AR：
00000E00B0200402
114：
MEM→PC，S=1跳转116：
004583B030F05000
115：
Q+1→PC：
00000E10B0205400
116：
CC#=0：
0029030080000000
或：
110：
DR-SR，得到Z和S：
00000E0191100088
111：
PC→AR，PC+1→PC，Z=1跳转114：
004503E0A0B55402
112：
PC→AR，PC+1→PC，S=1跳转115：
004543B0A0B55402
113：
CC#=0：
0029030080000000
114：
MEM+IP→PC，CC#=0：
0029030030D65000
115：
MEM→PC，CC#=0：
0029031030F05000
5.加载微码到微控存程序段
说明：
微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中
>A0800↙
0800：
MOVR1，900；微码在内存中的首地址
0802：
MOVR2，7；微指令条数
0804：
MOVR3，110；微码在微控存中的首地址
0806：
LDMC；加载微码指令，将微码指令加载到控存
0807：
RET
0808：
>G0800↙
6.运行程序段
>A0820↙
0820：
MOVR8，0001；运行三次，R8分别为0，1，2
0822：
MOVR9，0001
0824：
NOP
0825：
NOP
0826：
NOP
0827：
MOVR1,99；若DR>SR，输出99
0829：
RET
082A：
MOVR1，77；若DR=SR，输出77
082C：
RET
082D：
MOVR1，88；若DR082F：
RET
>E0824↙
然后输入以下内容：
D9890006082D
7.运行结果
>G0820↙
>RR1↙
R1=77（当R8=0时，R1=88，当R8=2时，R1=99）
设计一条半字交换指令
设计一条指令，其功能是把一个通用寄存器中的内容进行半字交换，即将其高低位字节的内容对换。
15.指令格式
指令格式：
D8
DR
X
16.指令功能
功能：
RAMH，RAML→RAML，RAMH
17.设计分析
将DR的内容送去Q。
利用DR和Q组成联合移位，联合右移8位后Q将为所求数，最后将Q送到DR，
18.微程序
100：
DR→Q，7→RC；0001C40080300008
101：
DRQ联合右移→DRQ；00000807C0300208
102：
Q→DR，CC#=0：
00290300B0200018
19.加载到微控存程序段
说明：
微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中
>A800↙
0800：
MOVR1，900；微码在内存中的首地址
0802：
MOVR2，3；微指令条数
0804：
MOVR3，110；微码在微控存中的首地址
0806：
LDMC；加载微码指令
0807：
RET
0808：
>G800↙
20.运行程序段
>A820↙
0820：
MOVR9，1289
0822：
NOP
0824：
RET
>E822↙
然后输入以下内容：
D890
21.运行结果
>G820↙
>RR9↙
R9=8912
设计一条条件控制处理与转移指令
设计一条指令，将SR的内容与内存单元数据DATA相比较，如果SR1.指令格式
指令格式：
D8
DR
SR
DATA
ADDR
2.指令功能
功能：
当SR当SR>=DATA时，则ADDR→PC
3.设计分析
本次实验要求完成的是一条条件控制指令。
首先，将DATA的地址放到AR，读出DATA放到寄存器Q，利用SR-Q得出标志位SF，再根据标志位SF判断跳转与否，如果SF=1，则跳到115，否则顺序执行114，之后再根据两个不同条件需要完成的操作实现。
4.微程序
110：
PC→AR,PC+1→PC;00000E00A0B55402
111：
MEM→Q;00000E0000F00000
112：
SR-Q;00000E0192000080
113：
SF=1跳转PC→AR,PC+1→PC0045004143B0A0355402
114：
MEM→PCCC#=0;0029030030F05000
115：
SR+Q→DRCC#=0;002903010300B0000088
5.加载微码到微控存程序段
微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中
>A800↙
0800：
MOVR1，900；微码在内存中的首地址
0802：
MOVR2，6；微指令条数
0804：
MOVR3，110；微码在微控存中的首地址
0806：
LDMC；加载微码指令，将微码写入控存
0807：
RET
0808：
>G800↙；加载微指令到控存
6.运行程序段
>A820↙
0820：
MOVR7,4444
0822：
MOVR8,4444
0824：
NOP
0825:
NOP
0826:
NOP
0827:
MOVR0,4444
0829:
RET
082A:
MOVR0,5555
082C:
RET
>E826↙
输入以下内容：
D8784445082A
7.运行结果
>G820↙
DATA>SR，DATA=4445，SR=4444，DR=8889
DATA=SR，DATA=4444，SR=4444，R0=5555
DATA设计一条加法指令
把用绝对地址表示的内存单元ADDR1的内容与内存单元ADDR2的内容相加，结果存到ADDR1单元中。
1.指令格式
指令格式：
D4XX
ADDR1
ADDR2
2.指令功能
功能：
[ADDR1]+[ADDR2]→[ADDR1]
1.设计分析
思路为先把PC指向ADDR2，然后先读取ADDR2，再PC减1，返回去读ADDR1的值，随后进行加法和赋值操作，最后把PC加3，使得PC返回，为执行下一条指令做好准备。
于是有以下操作步骤：
根据指令的功能和指令格式，先执行PC+1→PC，使得指向ADDR2。
读取地址ADDR2单元内容暂时放置于Q寄存器中，然后PC-1→PC，再读取地址ADDR1单元内容，同时与Q寄存器内容相加，结果也暂存放在Q寄存器中，此时，由于地址寄存器AR中存放的正好是地址ADDR1，因此只要将Q寄存器内容写入存储器就可以完成指令功能。
此后，微程序中必须再执行3次PC+1→PC操作，才能确保PC的正确走向。
2.微程序
100：
PC+1→PC：
00000E00A0B55400
101：
P
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