1、变址寄存器内容为0004H,PC的内容为0003H,内存中部分单元内容如下: 地址:内容 地址:内容 0002H:000AH 0007H:000AH 0003H:0002H 0008H:0002H 0004H:0007H 0009H:0003H 0005H:0004H 000AH:0009H 0006H:0005H 000BH:0008H指令为双字长指令,格式如下:操作码,寻址方式码,寄存器号(16位)0002H直接地址/间接地址/立即数/相对位移量/形式地址(16位)0007H若当前指令分别为下列寻址方式时,试求出操作数填入下表。寻址方式EA=操作数直接0007H间接立即/变址0004H+0
2、007H某机器字长16位,采用单字长指令,每个地址码6位。试采用操作码扩展技术,设计14条二地址指令,80条一地址指令,60条零地址指令。请给出指令编码示意图。双操作数指令格式:OP(4位)A1(6位)A2(6位)14条双操作数指令OP=0000OP=1101单操作数指令格式:OP(10位)80条双操作数指令OP=1110000000OP=1110111111OP=1111000000OP=1110001111无操作数指令格式:OP(16位)60条双操作数指令OP=1110010000000000OP=1110010000111011设某8位计算机,除HALT指令外,指令均为双字长,格式如下:
3、 OP(4位) M(2位)Rd(2位) A(8位)Rd为目的操作数的寄存器号,编码分配如下: 00R0 01R1 10R2 11R3 M为源操作数的寻址方式,编码分配如下: 00立即数寻址 01直接寻址 10相对寻址 11变址寻址(变址寄存器为R3) A为源操作数的立即数、直接地址、间接地址或偏移地址。OP为操作码,编码分配如下: 0000ADD 0001SUB 0010AND 0011MOV 0100JMP0101INC(自增1) 1111HALT(动态停机)其中,假设:PC的内容为22H;变址寄存器R3的内容为30H;主存部分单元的内容如下:主存地址:内容 主存地址: 20H: 22H 2
4、7H: 02H 2EH: 00H 21H: 33H 28H: 21H 2FH: 01H 22H: 35H 29H: 0FH 30H: 02H 23H: 20H 2AH: 48H 31H: 03H 24H: 01H 2BH: 01H 32H: 04H 25H: 20H 2CH: 55H 33H: 05H 26H: 1DH 2DH: F0H 34H: 06H 问:CPU启动执行指令到停机,期间执行了哪几条指令?写出每条指令的功能、寻址方式、操作数及执行结果。解:由于(PC)=22H,即程序的第一条指令地址为22H,从22H开始,执行到2DH(HALT指令)为止,共五条指令。经分析,所有指令的目的操
5、作数的寻址方式均为寄存器寻址方式,为R1。下面列出每条指令的功能、源操作数的寻址方式、源操作数及执行结果。PC助记符EA源操作数执行结果22H35HMOV直接寻址20H(20H)=22H(R1)=22H23H24H01HADD立即数(R1)=(R1)+20H=42H25H26H1DHSUB变址寻址(R3)+02H=32H(32H)=04H(R1)=(R1)-04H=3EH27H02H28H21HAND0FH(R1)=(R1)=0EH29H2AH48H相对(PC)+01H=2CH+01H =2DH(PC)=2DH2BH2CH55H2DHF0HHALT停机控制器6、设某机平均执行一条指令需要两次访
6、问内存,平均需要三个机器周期,每个机器周期包含4个节拍周期。若机器主频为25MHz,试回答:1)若访问主存不需要插入等待周期,则平均执行一条指令的时间为多少?2)若每次访问内存需要插入2个等待节拍周期,则平均执行一条指令的时间是又多少?(1)(2)7、设某机主频为8MHz,每个机器周期包含4个节拍周期,该机平均指令执行速度为1MIPS。试回答:1)该机的平均指令周期是多少时间?2)平均每条指令周期包含几个机器周期?8、参见图741的数据通路,指令“INC R1”将R1寄存器的内容加1,画出其指令周期微程序流程图,并根据表711和表712写出每一条微指令码。 INC R1;(R1)+1 R1BT
7、OOTBFUNCFSS3-S0MCi空M6-M01101110001000000000001001101000000110010010000000010010000000019、根据图741所示的模型机结构和数据通路,写出以下指令从取址到执行的全部微操作序列,说明各条指令需要哪几个机器周期,需要几次访问内存及完成什么操作。1)SUB A,R ,该指令完成(A)R(A),源操作数一个为寄存器寻址,目标操作数为指令提供的内存有效地址A。2)JMP 偏移量,该指令完成PC偏移量PC。(1)SUB A,R ;(A)R(A)指令为双字节格式:OP(SUB)*RdAddr所以,共需要8个机器周期,共访存4
8、次。(2)JMP DISP; (PC)DISPPC所以,共需要7个机器周期,共访存2次10、假设某机器主要部件有:程序计数器PC、指令寄存器IR、通用寄存器R0R3、暂存器DD1和DD2、ALU、移位器、存储器地址寄存器MAR及存储器M。1)要求采用单总线结构,画出包含上述部件的逻辑框图,并注明数据流动方向。2)画出ADD (R1),(R2)指令在取指和执行阶段的操作步骤流程图。R1寄存器存放目标操作数地址,R2寄存器存放源操作数地址。3)写出各操作步骤所需的全部微操作命令。(3)取ADD指令的微指令PC-B、B-MAR、PC+1 M-R#、B-IR指令译码信号MAP有效执行ADD指令的微指令
9、1 R2-B#、B-MAR2 M-R#, B-DD13 R1-B#、B-MAR4 M-R#, B-DD25 “+”,ALU-B#,M-W#11、假设某机共有76条指令,平均每一条指令由11条微指令组成,其中有一条取指令的微指令是所有指令公共的,该机共有微命令31个,微指令的微操作码采用直接控制法。试问: 1)该机微指令长度为多少?2)控制存储器的容量应为多少?设微指令共有N条,N=76*11-75=761条;下址字段长为X位,2X 761,则X10(1)所以,该机微指令长度=31+10=41位(2)控制存储器的容量应该76141位,取102441位。12、某机采用微程序控制方式,其存储器容量为
10、51248(位),微程序在整个控制存储器中实现转移,可控制微程序的条件共4个,判别测试字段采用编译法。微指令采用水平型格式,后继微指令地址采用判定方式,如图所示:操作控制 顺序控制 (1) 微指令中的三个字段分别应多少位?(2) 画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。(1)22=4,512=29控制字段(48-9-2=37位)判别测试字段(2位)下址字段(9位)14、图746为某模型机的微程序流程图,图中每一个框表示一条微指令。在点(1)处为指令译码后转入指令的微程序入口的多路分支点,由指令寄存器IR的I5I4两位来决定转入哪一个入口。在点(2)处根据状态条件F实现条件转移,微指令中判
11、断测试位为直接控制法。控存容量能容纳图746所列出的微指令即可。1)微指令的判断测试位需要几位二进制?微指令的下址字段需要几位?2)在图中标出每条微指令的微地址。3)写出每条微指令的下址字段内容及判断测试字段码。4)画出微地址转移逻辑电路图。所列出的微指令共25条,控存容量能容纳这25条微指令即可,则下址字段长5位;(1)因为微指令中判断测试位为直接控制法,只有2种转移测试和顺序执行,所以判断测试位需要3位二进制。(2)假如微指令B的下址字段为10000B,设微程序入口地址根据I5I4两位修改微指令B的下址字段的末两位,则微程序入口地址=100 I5I4 B。假如微指令G的下址字段为11000B,设条件转移地址根据F位修改微指令G的下址字段的第1位,则条件转移地址=1100F B。则每条微指令的微地址如图所示。(3) 设3位判断测试字段码:判断测试字段码=1H:顺序执行(后继微地址 = 下址字段)判断测试字段码=2H:微程序入口散转(后继微地址 = 下址字段末两位 AND I5I4 )判断测试字段码=4H:条件转移(后继微地址 = 下址字段第1位 AN
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1