计算机组成原理实验8报告Word格式文档下载.docx

1、 符 号 尾 数其中，第16位为符号位，数值表示范围是：-32768 - 32767。2、指令格式：（1）算术逻辑指令设计9条单字长算术逻辑指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。其格式如下：7 6 5 43 21 0OP-CODErsrd011110001001101010111100110111101111指令CLRMOVADDSUBINCANDNOTRORROL 其中OP-CODE为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定： rs 或 rd选定寄存器 00 Ax 01 Bx 10 Cx（2）存储器访问及转移指令 存储器的访问有两种，存数和取数。它们都使用助记符MOV，但操作码不同。转移

2、指令只有一种，及无条件转移（JMP）。指令格式如下：7 65 4 M OP-CODE rd D 其中OP-CODE为操作码，rd为寄存器。M为寻址模式，D随M的不同其定义也不同，如下表所示： 操作码表000110指令说明写存储器读存储器转移指令寻址模式表 寻址模式M有效地址ED定义说明E=（PC）+1立即数立即寻址E=D直接地址直接寻址11E=100H+D 扩展直接寻址 （3）I/O指令输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下：操作码表addr其中，当OP-CODE=0100且addr=10时，从“数据输入电路”中的开关组输入数据；当OP-CODE=0100且addr=01时

3、，将数据输入到“输出显示电路”中的数码管显示。3、指令系统： 本实验共有十四条基本指令，其中算术逻辑指令8条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条。下表列出了各条指令的格式，汇编符号和指令功能。4、设计微代码：设计三个控制操作微程序：存储器读操作（MRD）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码输入CA1、CA2为“00”时，按“单步”键，可对RAM连续读操作。存储器写操作（MWE）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码输入CA1、CA2为“10”时，按“单步”键，可对RAM连续写操作。启动程序（RUN）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指

4、令译码输入CA1、CA2为“11”时，按“单步”键，即可转入到第01号“取指”微指令，启动程序运行。本系统设计的微程序字长共24位，其控制位顺序如下：24232221201918171615 14 1312 11 109 8 7654321S3S2S1S0MCnWE1A1B F1 F2 F3uA5uA4uA3uA2uA1uA0F1、F2、F3三个字段的编码方案如下表：F1字段F2字段F3字段选择0 0 0LDRiRAGP10 0 1LOADALU-GAR0 1 0LDR2RCGP30 1 1自定义1 0 0LDR1RBGP21 0 1LARPC-GLPC1 1 0LDIR299-GP41 1

5、1无操作流程图：三、实验参考代码：4、实验内容：本实验完成的是计算及验证实验结果，即输入开始数据，做完运算后计算结果是否正确。计算公式：Cx2（Ax/2 + Bx + 3）,观察估计结果值与实验输出结果值是否相等。5、实验步骤：1连接硬件系统，电路图如图所示。（连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己横在横排插座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。）在图上更改如下连线：断开控制总线C1-C6和F4-F1上的接线数据输入电路DIJ1 接 数据总线BD7-BD0数据输入电路DIJ2 接 数据总线BD15-BD8数据输入电路DIJ-G 接 I/O控制电路Y3

6、微控器接口UAJ1 接 控制开关电路UA5-UA0脉冲源及时序电路fin 接 脉冲源及时序电路f/8脉冲源及时序电路T4-T1 接 控制总线T4-T1控制开关电路CA1 接 控制总线E4控制总线CA2 接 控制总线E52.实验步骤：写微代码-读微代码并验证结构-写机器指令-读机器指令及验证机器指令-运行程序（机器指令存放在RAM里，断电丢失，故断电后需重新输入）本实验的机器指令程序代码如下：Ax-11H Bx-53H 结果是72H 实验心得：本次课程设计完成的是一个具有复杂运算功能的模型机。通过构造一个指令系统，编写机器指令以实现一个较为复杂的算术运算功能，即通过输入数据，我理解了各个器件的功能与作用，微地址的使用与机器指令的设计。由于对知识的不熟悉，实验开始时进程比较慢，遇到了许多问题，但通过前面几次的基础实验逐渐对实验的流程和实验仪器更熟悉，做实验的速度明显加快。并且按照实验指导书提供的实验步骤，开始逐步练习，按照指导书实验八的实验步骤连接线路。设计了机器指令之后，由于实验设备问题或是实验过程中粗心大意常常遇到一些错误，如机器代码的错误输入、实验的错误连线以及输出显示的出错等等致使实验结果与预期的结果不相符。通过与同学们沟通讨论，认真研究以后修改了一些相关的机器指令之后反复测试，最后得出了正确的实验结果。