计算机组成原理课程设计报告(指令设计)

1、HI四 * *oz 胡淋淋熙600Z 搽折*44粼最姬卦卦区辂眦右课程设计 题目用户输入数据的阶加验收时间2012年2月28日收点验地指导 教师小组成员具体分工备注无课题总体设计思想概述在TEC-2000教学计算机仿真软件系统的PC机上，用已有基本指令，运用已 经掌握的指令格式、指令操作码编码、寻址方式和指令功能等基本内容，以及教学 计算机总体组成和各部件的运行原理，完成扩展新的指令，使新指令能够在教学机 上运行。设计出新扩展指令的微程序段，合理安排到已有基本指令的微程序中。课题设计目的和原理实验目的：（1）进一步熟悉教学计算机指令格式、指令编码、寻址方式和指令功能；（2）进一步熟悉教学计算机

2、的总体组成和各部件的运行原理，理解指令的执 行过程；（3）通过对指令系统的扩展，了解微程序控制器设计和实现的基本过程；（4）思考和讨论微程序控制器的特点并与组合逻辑控制器进行比较。实验原理：指令由微控制命令组成，可以通过微地址找到。通过更改下址可以把微程序 串联起来。通过封装组合把一段微程序写成一条扩展的新微指令。实验方案设计:（一）根据题目内容，把题目转化成数学公式为：N+（N-1） + （N-2）+-+10这个指令要求的指令之外首先把N的值放入r0寄存器中，结果也在r0中。(二)实现N+(NT) + (N-2)+ +1此计数公式的汇编程序为:org 2000hpush r8push r14

3、mvrd r0,X (X为用户自定义的数)mvrd r8,Xmvrr r14,r5h:dec r8课 题 设 计方 案add r0,r8 jrnz h pop r8 pop r14 retend（三）把以上程序封装在设置好的扩展指令中，扩展指令为zxd 00111001 46扩展指令的入口地址为38。（四）根据扩展指令，修改好的新ROM地址单元，如下示:|001 11001 51511 啊。叫51 叩5 叩叫叩 00000000 0011000013801000000 00110000 00000100 00010000 11101110 00000000 00000001 39Ci30Sc:

4、c30 0MRW0I20 ,SaI86SbI53 3 口大口 OSSTSSHSCi DC2 DC1 MAPROM (HeiflAddress ROM1 RO M2 ROM3 ROMI ROM5 ROM6 ROM? MPROM4101000001 00110111 |01000011 |00110001 m 叫搦叫如叫血11 血叫如 01000010 00110000 00000100 00010000 00001000 00000000 00000001 414201000011 00110000 5血叫11伽1顺诃5 5.5 伽血血5 伽11血叫花 010C0100 00110000 000

5、10111 00111000 00000000 0000C000 00000000 A3 01000101 ：00110000 00010111 00110000 10000000 00000000 00000000 44C1000110 00110000 01000011 00110001 10001000 00010000 00000000 4501000111 00110000 01000100 00110000 11100101 00000000 00000000 iOF01010001 00110100 01000000 00010000 00000000 00000000 0000

6、0000 4701001001 00110000 01000101 00110000 01010101 00000000 00000010 801010000 00110000 01000001 00111000 00001000 00010000 00000000 494Apooboooboooooooo OOOOOOOO OOOOOOOO 00000000 00000000 00000000 m下址 Ci30Scc30 0MRW0I20 SaI86SbI53 B口衣口 OSSTSSHSCi DC. DC1 HAPEOM (Hex)课题设计方案010001011 口口叫叫口叫1叩河11叫叫5

7、叫中硕叩0000000叫印0101001 00011 0111 01000011001000000W0010000000001001 1000CJ51:520101001 10011 0000 .0001 01 11001100001 0000000000000000000000052膏:.010101000011 0111 D1000011001000000W0010000000001001 10000S30011 0000 0011 0000 0001 01 11 00110000 1 11 00000 00000000 00000000 M,.下址Ci.30Scc3b OMRWOI20

8、SaI86SbI53 E口大口OSTSSHSCi DC2 DC1 MAFEOM （Hsx）riHeci i ，-（五）生成新的ROM文件，并保存。（六）微址、下址以及功能说明表：微址下址功能说明3839SP-1-SP,AR将r8寄存器的值入栈3940SRMEM4041SP-1-SP,AR将r14寄存器的值入栈4142SRMEM4243MVRD DR DATA4344给r0赋值4445给r8赋值4546使r8的值减一，以实现控制循环的次数4647将PC即r5 （程序计数器）的值存入r144751跳转指令 如果r8的值0则顺序向下执行，否则跳转至514849跳转指令 如果r8的值0则顺序向下执行4

9、950ADD DR,SR 加运算，r0+r8r05045还原PC即r5寄存器的值（即把r14的值给r5）5152POP DR出栈还原r8寄存器的值52535354POP DR出栈 还原r14寄存器的值5430课 题 测 试 方 案测试方案：（一）、导入准备好的MAPROM、ROM1ROM7共8个二进制ROM文件后，装 入设计的微程序方案。（二）、导入如下汇编文件：org 2000hmvrd r8,8hmvrd r14,8hzxd r0,5hretend（三）、在仿真软件的菜单栏一选项一参数设置中输入扩展指令的文件 名地址：zhang.asm（四）、点击界面左上方的“交叉汇编”，进行交叉汇编得到

10、：07D0:mvrd r8, 8h07D2:mvrd r14, 8h07D4:zxd r0, 5h07D6:ret（五）、点击Reset加电启动，准备执行导入的程序（六）、进行单步执行，每次执行一条微指令，观察当前微地址项和各 寄存器中值的变化以及标志位、指令等的情况并记录下来;也可点击“连 续执行”直接得到结果。查看教据当前徵指令地址-查询内存情况MEM网_J阿-寄存器Cyc |o：即网F=口阡 1 |o：R1阿.。雁 |o: v i：S i：RS阿R6网O指令一也取1100011110&000&00ARfHex) |0?D&R7网R8网8EM 网3 ；SP (E4)115 H pc 叫 |

11、UOOO07D7R9 |OOW:SPJ (Rt2)GOODRlCl|睫师Ell 网0PC1 (RG；UOOO-ALUtg 关(Hex)：in 0CO Y 300F错 误 及 结 果 分 析课题设计心得条件结果理论值实测值R0=0005h000Fh000FhR8=0008h0008h0008hR14=0008h0008h0008h实验结果分析:实验结果完全正确，符合预期效果。实验过程中遇到的错误以及解决方案：跳转指令修改之后，循环执行完成后不能正确执行下一条指令，程序陷入死循环。 解决方案：上一条有效的译码指令执行之后就保存PC的值（即先把PC的值保存在 r14寄存器中），在下一条指令执行之前提

12、取PC的值（即把原先保存的值，r14的 值再还原给PC）。在做实验的时候，首先接触的是这个仿真软件，经过身边同学的演 示和讲解，就基本明白了这个仿真平台是如何使用的。在进行自己的设计的时候，开始十分茫然，不知如后下手，从那下 手，通过观察，别的同学做的过程，自己也就渐渐明白该如何做了。在 设计自己的实验指令的时候遇到了许许多多的小问题，通过与同学探讨， 逐渐就明白了实验设计的所需的真正内容了，因此自己的课程设计就变 得很明了，做起来就顺于许多。通过此次实验，加深了我对各种指令的认识，了解了指令系统的扩 展操作，以及微程序控制器设计与实现的基本过程，丰富了我的知识。 通过实验，我有加深了对计算机

13、组成原理知识的理解，加强了对这些知 识的应用。但是也遇到了很多的问题，在发现问题和解决问题的过程中, 我得到了知识的拓展与提高。虽然本次课程设计自己做的东西不算是很 复杂，但是这是我努力认真学习后完成的成果，自己收获很多。计算机科学学院本科课程设计量化评分标准（计算机系统结构类）学生姓名：指导教师：年级和专业：指标最高分评分要素评分方案设计20课题明确；总体功能描述及总体电路框图清 楚；课题分工明确，分功能概述及电路接线图 清晰；测试方案合理可行，理论结果正确。调试20平台使用熟练；电路信号控制正确；测试数据 设置得当；仿真熟练，结果完整。验收20经过自行调试之后，确认一切准备就续即可请 求老师给予验收。一次验收通过最高可给20 分，两次验收方能通过则最高只能给10分， 依次减少。正式报告20报告规范整洁，内容完整；课题设计原理及过 程描述清楚；电路总体框图、电路逻辑接线图、 各类测试表