硬件基础 微程序控制器实验报告Word文件下载.docx

1、 4、通过单步运行若干条微指令，深入理解微程序控制器的工作原理；二、实验电路 图1附：电路图过大，请放大观察详情三、实验原理 将机器指令的操作（从取指到执行）分解为若干个更基本的微操作序列，并将有 关的控制信息（微命令）以微码的形式编成微指令输入到控制存储器中。这样， 每条机器指令将与一段微程序对应，取出微指令就产生微命令，以实现机器指令 要求的信息传送与加工。四、实验步骤及概述 1）设计状态机部分 a、编写VHDL代码如下LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY zhuangtaiji IS PORT （ reset : IN STD_L

2、OGIC := 0; clock : IN STD_LOGIC; qd : dp : tj : t1 : OUT STD_LOGIC; t2 : t3 : t4 : OUT STD_LOGIC ）;END zhuangtaiji;ARCHITECTURE BEHAVIOR OF zhuangtaiji IS TYPE type_fstate IS （idle,st1,s_st2,st4,st2,st3,s_st4,s_st3）; SIGNAL fstate : type_fstate; SIGNAL reg_fstate :BEGIN PROCESS （clock,reset,reg_fsta

3、te） BEGIN IF （reset=1） THEN fstate = idle; ELSIF （clock= AND clockevent） THEN= reg_fstate; END IF; END PROCESS; PROCESS （fstate,qd,dp,tj） t1 t2 t3 t4 IF （NOT（qd = ） THEN reg_fstate IF （tj = ） AND NOT（dp = ） THEN ELSIF （dp = ） AND NOT（tj = = s_st2;= st2; WHEN s_st2 = IF （tj = ） THEN= s_st3; WHEN st4

4、= st4; WHEN st2 = st3; WHEN st3 = s_st4; WHEN s_st4 = WHEN s_st3 = WHEN OTHERS =X report Reach undefined state END CASE;END BEHAVIOR; b、新建block file选定zhaungtaiji得到电路图 2）设计rom部分 LIBRARY ieee; ENTITY rom IS PORT （ address : IN STD_LOGIC_VECTOR （4 DOWNTO 0）; q : OUT STD_LOGIC_VECTOR （27 DOWNTO 0）;END r

5、om;ARCHITECTURE SYN OF rom IS SIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR （27 DOWNTO 0）;BEGIN sub_wire0= 1011000000100000010100000001 WHEN address= 0000011101001001000000101011000100000110010001001000000101001010000001011101001001000000101000101010100110011011001000000101000101101010110010011001000000111000

6、000011011011101001001000000101000101110101010011011001000000101000110001011110010101001000000100000000011100011101001001000000101000110010101110011011001000000101000110101100110010011001000000101000000011101010010001011000000100000110110110010010001001100000011000000011101111101001001000000101000111

7、000110110110011001000000101000000011110011101001001000000101000000110111010011011001000000101000001000001110010011001000000101100001010010010010001011000000100000001100010110010001001010011011000000010011011101001001000000101000111010111110011011001000000101000111101110110010011001000000101100111111

8、11101001000101100000010000000111111111001000100100001111100000001001111011000000100000010100010011010001110100100100000010100010100100111001001100100000010100010011101001011000000100000010100010001100001110100100100000010100010010100011001010000100000010100010001 ; q = sub_wire0（27 DOWNTO 0）;END SYN

9、; b、新建block file选定rom得到电路图 3）、整合电路图 整合电路图如图1所示。 建工程-建立BlockDiagramFile-按照电路图连好电路-保存、编译-建立 VectorWaveformFile-插入引脚-设置波形-保存、仿真。 仿真后的波形如下： 参数设置：Grid Size:50ns End Time:5.0us其具体实现还需要与数据通路结合才能最终进行具体运算。分析ADD的每条微指的指令格式和功能：ADD：为双字长指令。第一字为操作码，第二字为操作数地址，其含义是将R0寄存器的内容与内存中以A为地址单元的数相加，结果放R0寄存器中。ADD加法指令由 ：S3S2S1S

10、0M CnWE A9 A8 A B C A5-A0 a、（PCAR ，PC+1）：011 11 01b、（RAMBUS， BUSAR）：0 1C、（RAMBUS ，BUSDR2）：0 011d、（RODR1）：e、（DR1）+（DR2）RO）： 共8条微指令组成。a微指令功能是RAM赋给BUS，BUS赋给DR2; S3 S2 S1 S0 M CN 的值为“000000”代表进行自加1运算；A字段“110”代表选择LDAR操作，B字段“110”是选择PC-B操作；UA5-UA0中“000011”代表下一指令的地址为“011”。b微指令功能是RAM赋给BUS，BUS赋给DR2;A字段“110”代表选择LDAR操作，B字段“000”是无选择操作；UA5-UA0中“000100”代表下一指令的地址为“100”。c微指令功能是RAM赋给BUS，BUS赋给DR2;A字段“011”代表选择LDDR2操作，B字段“000”是无选择操作；UA5-UA0中“000101”代表下一指令的地址为“101”。d微指令功能是RO赋给DR1;A字段“010”代表选择LDDR1操作，B字段“001”是选择RS-B操作；UA5-UA0中“000110”代表下一指令的地址为“110”。e微指令功能是DR1+DR2的和赋给R0; S3 S2 S1 S0 M CN 的值为“100101”代表进行加法运算；A字段“001