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计算机组成原理课程设计报告专业名称： 软件工程 班 级： 1401学 号： 3140608011学生姓名： 李 威 指导教师： 丁 伟 设计时间：2015年6月20日2015年6月28日第一天：熟悉微程序的设计和调试方法一、设计目标1、掌握微程序的设计方法2、熟悉利用调试软件运行、调试微程序的方法二、操作提示1、准备工作从课程资源网站下载PPT。2、下载FPGA配置数据利用软件将JUC2.SOF下载到FPGA。3.输入微程序利用调试软件将微程序写入控存。设置实验方式和观察信号。微程序如下： .取指令微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段（H）微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900020080001100020000001PCoe,ARce00100069002000012110002ARoe,RD,DRce,PCinc002CC000003630000000003DRoe,IRce00300000404000000002004NOP.取源操作数为立即数的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段（H）微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900400000A08000000005008NOP00500000A08000000005008NOP00850000006240000000006GRSoe,TRce00940080015200020000015GRSoe,ARce00A54080010100020000010PCoe,ARce00B20080012100020000012PCoe,ARce00C20080013100020000013PCoe,ARce00D20080017100020000017PCoe,ARce00E2008001A10002000001APCoe,ARce00F2008001D10002000001DPCoe,ARce01002700011009300000011INC,SVce01168000015320000000015Soe,GRSce01200069016000012110016ARoe,RD,DRCE,PCinc01300069014000012110014ARoe,RD,DRce,PCinc014C0080015600020000015DRoe,ARce01500061016000012010016ARoe,RD,DRce016D0000006640000000006DRoe,TRce01700069018000012110018ARoe,RD,DRce,PCinc018C0080019600020000019DRoe,ARce01900061014000012010014ARoe,RD,DRce01A0006901B00001211001BARoe,RD,DRce,PCinc01BD400001C65000000001CDRoe,Ace01C40700020201300000020GRSoe,ADD,SVce01D0006901E00001211001EARoe,RD,DRce,PCinc01ED400001F65000000001FDRoe,Ace01F20700020101300000020PCoe,ADD,SVce02060080015300020000015Soe,ARce.取目的操作数为寄存器寻址的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段（H）微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900600000A28000000005028NOP02854000007250000000007GRSoe,Ace02940080035200020000035GRSoe,ARce02A54080030250020000030GRSoe,ARce,Ace02B00000007000000000007NOP02C20080033100020000033PCoe,ARce02D20080037100020000037PCoe,ARce02E2008003A10002000003APCoe,ARce02F2008003D10002000003DPCoe,ARce03002700031009300000031INC,SVce03168000035320000000035Soe,GRSce03260080035300020000035Soe,ARce03300069034000012110034ARoe,RD,DRce,PCinc034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012010036ARoe,RD,DRce036D4000007640000000008DRoe,TRce03700069038000012110038ARoe,RD,DRce,PCinc038C0080039000012010039ARoe,RD,DRce03900061034000012010034ARoe,RD,DRce03A0006903B65000000003BDRoe,Ace03BD400003C65000000003CDRoe,Ace03C40700032201300000032GRSoe,ADD,SVce03D0006903E00001211003EARoe,RD,DRce,PCinc03ED400003F65000000003FDRoe,Ace03F20700032101300000032PCoe,ADD,SVce.单操作数的微程序其中，运算指令如下：指令助记符入口地址Inc071HDec072HNot073H补全执行结果存入目的操作数的微程序4、输入调机程序INC FF02HDEC(0040H)JMP 0030H5、调试微程序。运行前的截图如下：运行后的截图如下：结果显示，LED输出寄存器自加成功，间接寻址的自减也正确第二天 ：双操作数指令的微程序设计与调试一、设计目标 完成双操作数指令的微程序设计和验证；取源操作数阶段和取目的操作数阶段相关的寻址方式的微程序设计和验证二、运算指令微程序入口地址指令微程序入口地址助记符操作码二进制十六进制MOC0001B001000001B041HADD0010B001000010B042HADDC0011B001000011B043HSUB0100B001000100B044HSUBB0101B001000101B045HAND0110B001000110B046HOR0111B001000111B047HXOR1000B001001000B048HCMP1001B001001001B049HTEST1010B001001010B04AH三、双操作指令微程序四、测试程序、数据及运行结果测试内容：MOV #0010H,R1MOV #0020H,R0SUB #FFFFH,R1ADD 0010H,(R0)ADDC #FFFF,(0010H)运行结果：首先将数值移动进寄存器中：然后进行加减法的运算：五、设计中遇到的问题及解决办法调试双操作数指令执行微程序，先要写出双操作数指令执行微程序的微地址，微命令，然后写微程序，最后上机调试，判断是否正确，检查微程序运行结果是否正确是一项稍繁琐的事情，需要检查每步的寄存器、标志位、总线上的地址和数据。但经过几天的熟悉，我们已慢慢熟悉掌握。第三天：条件转移指令的微程序设计与调试一、设计目标为CPU扩充转移指令，完成转移指令的微程序设计与调试二、设计任务(1)根据第二章介绍的微地址形成方法，算出条件转移指令的微程序入口地址指令助记符入口地址JC068HJNC069HJO06AHJNO06BHJZ06CHJNZ06DHJS06EHJNS06FHJMP070H(2)转移指令的微程序设计第一天已经完成所有单操作入口的设计，其中068h-070h是转移指令的微程序补全其它操作：HALT:058HNOP:059H三、测试程序、数据及运行结果测试程序：0030H:MOV #0001H, R1CMP #0002H, R1JC 003AMOV #0001H, FF01HHALT003AH:MOV #0080H, FF01HHALT运行结果：无跳转：有跳转：运行前运行后：四、设计中遇到的问题和解决方法由于不是很理解转移指令的操作方式，导致了设计测试程序出现问题，后来经过同学的指正，得出了以上三图第四天：移位指令的微程序设计与调试一、设计目标为CPU扩充移位指令，完成移位指令的微程序设计与调试二、单操作数运算和移位指令微程序入口地址入口地址：指令助记符入口地址（H）SAR061SHL062SHR063ROL064ROR065RCL066RCR067三、单操作数和移位指令微程序设计微程序：四、测试程序、数据及运行结果移位运算微程序0030:1601MOV #0001H,R00031:00010032:00C0SHR R00033:0238JC FFFDH(PC)0034:FFFD0035:0000HALT运行前：运行后：五、设计中遇到的问题及解决办法由于操作设计简单，依照参考书和指导手册，并没有什么问题，同时我了解了移位类指令的作用方式，位移指令对二进制进行操作，把目的操作数Dst按照与操作码OP对应的规则移动一位，保存移位结果到Dst，并保存移位产生的CF到PSW中。第五天：子程序调用、堆栈微程序、中断系统的设计与调试一、设计目标完成CALL、RET、PUSH、POP、RETI、EI、DI指令的微程序的设计。二、PUSH、POP、CALL、RET指令微程序的设计PUSH微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90780030009B00030000009BSVce09B6003009C30A30300009CSoe,DRce09CF400009D75000000009DSPoe,Ace09D02B0009E00A30000009EDEC,SVce09E7C080052370020000052Soe,ARce,SPcePOP入口地址：微程序：CALL入口地址：微程序:RET入口地址：微程序：RETI入口地址：微程序：EI(05CH)、DI(05DH)中断隐指令三、测试程序、数据及运行结果测试程序1：0030:1600MOV #0041H,R00031:00410032:0060 PUSH R00033:0620PUSH 0040H0034:00400035:0648POP (R0)0036:0641POP R1运行结果及分析：运行前：运行后：测试程序2：0030: 1600 MOV #0100H,0000H0031: 01000032: 0000 0033: 0004 INC 0040H0034: 0040 0035: 0004 EI0036: 0460 INC 0041H0037: 04100038: 04A0 DEC 0043H0039: 0043 003A: 1A01 MOV(0040H),R1003B: 0040003C: HALT:0060: 1820 MOV FF0AH,FF02H0061: FF0A 0062: FF020063: A260 TEST(R1),0040H0064: 00400065: 0003 RETI0100: 1620 MOV #0060H,0001H0101: 00600102: 00010103: 1820 MOV FF08H,FF02H0104: FF080105: FF020106: 0004 EI0107: 3820 ADDC 0040H,0043H0108: 00400109: 0043010A: 4820 SUB 0040H,0041H010B: 0040010C: 0041010D: 0460 INC 0040H010E: 0044010F: 0003 RETI结果分析：执行INC 0040H按键请求中断，跳转到中断向量地址0100H，定义按键1为中断请求键，使红灯亮执行到0106单元再次跳转到0060H，红灯亮，执行 TEST操作，中断返回继续执行0107的ADDC操作，再进行SUB和INC的操作，中断返回回到0038H执行DEC操作，接下来进行MOV操作，停机运行成功四、设计中遇到的问题及解决办法写微指令时遇到许多问题，刚开始没弄明白各条指令的意思，然后经过同学的讲解，弄懂了各个指令的意思，通过参考书籍，成功的写出了各个指令的微程序。但是自己写出的调试程序执行后总会无限循环某几个指令，后来通过询问同学，获得了上面的调试程序，并且理解了这样做的意义，最终运行成功。第六天检查和考核一、 设计目标1.将学号后两位保存2.对学号判断：小于30则为一班，同时将1压栈，红灯亮；大于等于30则为二班，同时将2压栈，绿灯亮二、 测试程序、数据及运行结果0030：1604；MOV #000BH,R40031：000B；0032：1604；MOV #001FH,R30033: 001F；0034：1604；MOV #0001H,R10035：0001；0036：1604；MOV #0002H,R20037：0002；0038：9604；CMP R3,R40039：0260；JNC 0040H003A：0040；003B：0620；PUSH R2003C：1620；MOV R1,FF01H003D：FF