硬件基础微程序控制器实验报告.doc_第1页
硬件基础微程序控制器实验报告.doc_第2页
硬件基础微程序控制器实验报告.doc_第3页
硬件基础微程序控制器实验报告.doc_第4页
硬件基础微程序控制器实验报告.doc_第5页
已阅读5页,还剩7页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

湖南大学HUNAN UNIVERSITY 硬件基础实验2 实验报告 1、 实验预习 1.书中的图形实现微程序控制器,中间的映射逻辑究竟是怎么实现的? 答:但出现分支时,预设端信号由IR决定。IR为1时信号有效,输出为1. 通过IR的值映射为下址的低三位,从而产生下址。 2.书中设计用到了强写强读,为什么要设计这个功能? 答:满足用户因为没有初始化mif文件时输入数据的需要。2、 实验目的 微程序控制器实验的主要任务:生成CPU里的控制信号,并使程序按正 确的顺序执行。核心部分是ROM,存放机器指令的微程序。 1、掌握微程序控制器的组成、工作原理; 2、掌握微程序控制器的基本概念和术语:微命令、微操作、微指令、微 程序等; 3、掌握微指令、微程序的设计及调试方法; 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_LOGIC := 0; clock : IN STD_LOGIC; qd : IN STD_LOGIC := 0; dp : IN STD_LOGIC := 0; tj : IN STD_LOGIC := 0; t1 : OUT STD_LOGIC; t2 : OUT STD_LOGIC; t3 : OUT STD_LOGIC; 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 : type_fstate;BEGIN PROCESS (clock,reset,reg_fstate) BEGIN IF (reset=1) THEN fstate = idle; ELSIF (clock=1 AND clockevent) THEN fstate = reg_fstate; END IF; END PROCESS; PROCESS (fstate,qd,dp,tj) BEGIN t1 = 0; t2 = 0; t3 = 0; t4 IF (NOT(qd = 1) THEN reg_fstate = st1; ELSE reg_fstate = idle; END IF; t1 = 0; t2 = 0; t3 = 0; t4 IF (tj = 1) AND NOT(dp = 1) THEN reg_fstate = st1; ELSIF (dp = 1) AND NOT(tj = 1) THEN reg_fstate = s_st2; ELSE reg_fstate = st2; END IF; t1 = 1; t2 = 0; t3 = 0; t4 IF (tj = 1) THEN reg_fstate = s_st2; ELSE reg_fstate = s_st3; END IF; t1 = 0; t2 = 1; t3 = 0; t4 IF (tj = 1) AND NOT(dp = 1) THEN reg_fstate = st4; ELSIF (dp = 1) AND NOT(tj = 1) THEN reg_fstate = idle; ELSE reg_fstate = st1; END IF; t1 = 0; t2 = 0; t3 = 0; t4 IF (tj = 1) AND NOT(dp = 1) THEN reg_fstate = st2; ELSIF (dp = 1) AND NOT(tj = 1) THEN reg_fstate = s_st3; ELSE reg_fstate = st3; END IF; t1 = 0; t2 = 1; t3 = 0; t4 IF (tj = 1) AND NOT(dp = 1) THEN reg_fstate = st3; ELSIF (dp = 1) AND NOT(tj = 1) THEN reg_fstate = s_st4; ELSE reg_fstate = st4; END IF; t1 = 0; t2 = 0; t3 = 1; t4 IF (tj = 1) THEN reg_fstate = s_st4; ELSE reg_fstate = idle; END IF; t1 = 0; t2 = 0; t3 = 0; t4 IF (tj = 1) THEN reg_fstate = s_st3; ELSE reg_fstate = s_st4; END IF; t1 = 0; t2 = 0; t3 = 1; t4 t1 = X; t2 = X; t3 = X; t4 = X; report Reach undefined state; END CASE; END PROCESS;END BEHAVIOR; b、新建block file选定zhaungtaiji得到电路图 2)设计rom部分 a、编写VHDL代码如下 LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY rom ISPORT( address : IN STD_LOGIC_VECTOR (4 DOWNTO 0); q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (27 DOWNTO 0);END rom;ARCHITECTURE SYN OF rom ISSIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (27 DOWNTO 0);BEGINsub_wire0=1011000000100000010100000001 WHEN address= 00000ELSE1110100100100000010101100010 WHEN address= 00001ELSE1001000100100000010100101000 WHEN address= 00010ELSE1110100100100000010100010101 WHEN address= 01001ELSE1001101100100000010100010110 WHEN address= 10101ELSE1001001100100000011100000001 WHEN address= 10110ELSE1110100100100000010100010111 WHEN address= 01010ELSE1001101100100000010100011000 WHEN address= 10111ELSE1001010100100000010000000001 WHEN address= 11000ELSE1110100100100000010100011001 WHEN address= 01011ELSE1001101100100000010100011010 WHEN address= 11001ELSE1001001100100000010100000001 WHEN address= 11010ELSE1001000101100000010000011011 WHEN address= 01100ELSE1001000100110000001100000001 WHEN address= 11011ELSE1110100100100000010100011100 WHEN address= 01101ELSE1011001100100000010100000001 WHEN address= 11100ELSE1110100100100000010100000011 WHEN address= 01110ELSE1001101100100000010100000100 WHEN address= 00011ELSE1001001100100000010110000101 WHEN address= 00100ELSE1001000101100000010000000110 WHEN address= 00101ELSE1001000100101001101100000001 WHEN address= 00110ELSE1110100100100000010100011101 WHEN address= 01111ELSE1001101100100000010100011110 WHEN address= 11101ELSE1001001100100000010110011111 WHEN address= 11110ELSE1001000101100000010000000111 WHEN address= 11111ELSE1001000100100001111100000001 WHEN address= 00111ELSE1011000000100000010100010011 WHEN address= 01000ELSE1110100100100000010100010100 WHEN address= 10011ELSE1001001100100000010100010011 WHEN address= 10100ELSE1011000000100000010100010001 WHEN address= 10000ELSE1110100100100000010100010010 WHEN address= 10001ELSE1001010000100000010100010001; q = sub_wire0(27 DOWNTO 0);END SYN; 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 :S3S2S1S0M CnWE A9 A8 A BC A5-A0 a、(PCAR ,PC+1):000000011101101101000011b、(RAMBUS, BUSAR):000000010101111111000100C、(RAMBUS ,BUSDR2):000000010 010 111111 000101d、(RODR1):000000011010001000000110e、((DR1)+(DR2)RO):100101011000001111000001 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; 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“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; S3 S2 S1 S0 M CN 的值为“00

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论