张扬计算机组成原理指令扩展实验

华北科技学院计算机学院综合性实验实验报告课程名称 计算机组成原理 B实验学期 2015 至 2016 学年 第 二 学期学生所在院部 计算机学院年级 2014 专业班级 软件B14-2学生姓名 张扬 学号 201407044210任课教师 席振元实验成绩计算机学院制华北科技学院计算机学院设计性实验报告《计算机组成原理 B》课程设计性实验报告开课实验室：计算机组成原理实验室 2016 年6月14 日实验题目 指令扩展实验一、实验目的深入了解教学计算机微程序控制器的组成和设计技术， 包括Am2910器件的功能与具体用法，教学计算机的总体组成和部件之间的连接方法，总之应该深入理解控制器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。二、设备与环境TEC-XP+教学机，微机(装有WindowsXP、ISPLEVER、ispVMSystem等软件)。三、实验内容在现有的基本指令系统上，扩展 2条指令：ADTW、ADRM。四、实验步骤1、两条指令的格式及功能写明2条指令的格式、功能、寻址方式、操作码编码、微程序步数、微程序入口地址。指令格式：ADTWDR功能：DR+2->DR(DR内的值自加2)寻址方式：寄存器寻址操作码编码：10100001（A1）微程序步数：2微程序入口地址：81指令格式：ADRMDR，[SR]功能：DR+[SR]->DR寻址方式：DR为寄存器寻址、[SR]为寄存器间接寻址操作码编码：11100011（E3）微程序步数：3微程序入口地址：832、指令所对应的微程序第1页华北科技学院计算机学院设计性实验报告每条指令对应的微程序、每步功能及各自段值得意义指令ADTWDR对应的微程序为：入口下址CI-0MARI8-6B口SSTDC2地址SCC3-0I2-0I5-3A口SSHSCIDC18100E04，33，08，01,10,08230304，33，08，01,10,0指令ADTWDR，[SR]对应的微程序为：入口下址CI-0MARI8-6B口SSTDC2地址SCC3-0I2-0I5-3A口SSHSCIDC18300E04,41,00,80,03,08400E04,30,08,00,00,08530301,63,08,00,00,0微程序各字段的含义如下：入口地址：指令的微程序入口地址；下址：微程序执行完后下一条微程序的地址；00表示需要进行地址转移逻辑，30表示微程序结束。CI3-0：判别测试字段，其主要编码及功能如表 1。SCC3-0：地址转移逻辑字符，仅当 CI3-0为0011时有效。MRW：控制对内存和 I/O接口的读写，其主要功能如下：000，写内存；001读内存；010写串口；011读串口；1XX无内存和串口的读写操作。I2-0：控制数据来源，其编码及功能见表 3。第2页华北科技学院计算机学院设计性实验报告I8-6：控制对运算结果的处理，其编码及功能见表 3。I5-3：运算功能的选择，其编码及功能见表 3。表3Am2901的9位控制码编码及功能SST：对CZVS的控制。SSHSCI：设置进位输入。B口：1000表示IR的DR字段，0000表示不用B口。A口：1000表示IR的SR字段，0000表示不用A口。DC2：专用寄存器接收控制，其主要编码及功能见表 4-1。DC1：送内部总线的数据，其主要编码及功能见表 4-2。表4-1专用寄存器接受控制表4-2内部总线数据来源选择控制DC2编码译码操操作说明DC2编码译码操操作说明作作000NC不操作000/SWTOIB送开关内容到内部总线001/GIR指令寄存器接受001/RTOIB送ALU输出到内部总线010/16位机不用010/ETOIB送IR地位字节内容到内部总线011/GAR地址寄存器接受011/FTOIB送程序状态字到内部总线100/INTR恢复原中断优先级100/16位机不用101/INTN接受新中断优先级101/16位机不用110/E1用于开中断指令110/INTV送中断向量到内部总线111/D1用于关中断指令111NC不操作3、ABEL语言源程序编辑以及 JED文件生成m256c.abl源程序修改过程（10步）以及生成JED文件的整个操作过程。ADTW = (IR==[1,0,1,0,0,0,0,1]);// （1）指令OP定义:A1ADRM = (IR==[1,1,1,0,0,0,1,1]);// （1）指令OP定义:E3MA81 = (Y==[1,0,0,0,0,0,0,1]);// （2）微指令地址定义:81,82第3页华北科技学院计算机学院设计性实验报告MA82 = (Y==[1,0,0,0,0,0,1,0]);MA83 = (Y==[1,0,0,0,0,0,1,1]);// （2）微指令地址定义:83,84,85MA84 = (Y==[1,0,0,0,0,1,0,0]);MA85 = (Y==[1,0,0,0,0,1,0,1]);（3）入口地址定义:81（10000001）（3）入口地址定义:83（10000011）D0 =!C_M&(!_MAP&(ADRM#ADTW#SUB#OR#CMP#MVRR#DEC#SHR#JR#PSHF#PUSH#POP#POP#STRR#LDRR#LDPC#MVRD#CALA#RET#IRET#DI#ASR#RCR#STC#LDRA#LDRX#STRA#STRX#SBB#JRS#JRNS)#NXTADDR0&!_PL)&!Bit8;D1 =!C_M&(!_MAP&(ADRM#AND#OR#TEST#MVRR#SHL#SHR#IN_#OUT#POP#POPF#LDRR#LD#JMPA#CALA#RET#IRET#NOT#ASR#CLC#STC#JMPR#LDRA#STRA)#NXTADDR1&!_PL)&!Bit8;D7=!C_M&(!_MAP&(ADTW#ADRM)#NXTADDR7&!_PL)&!Bit8;下址定义MA81:00，MA82:30(00110000)NXTADDR5:=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA13#MA14#MA16#MA18#MA1A#MA1C#MA1E#MA22#MA24#M#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#M#MA66#MA68#MA69#MA6A82#MA85)&!Bit8;NXTADDR4:=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA18#MA1A#MA1C#MA1D#MA22#MA24#MA30#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA63#MA66#MA69#MA6A#MA82#MA85)&!Bit8;(5) 差别测试字段定义 MA81:E0(11100000)，MA82:30(00110000)CI3:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA3A#MA3B#M#MA3D#MA3E#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA62#MA64#MA65#MA67#MA89#MA81#MA83#MA84)&NRST&!Bit8;CI2:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA3E#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA62#MA64#MA65#MA67#MA81#MA83#MA84)&NRST&!Bit8;CI1:=!C_M&1&1&NRST&!Bit8;CI0 :=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA18#MA1A#MA1C#MA#MA1E#MA22#MA24#MA30#MA31#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA63#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA82#MA85)&NRST&!Bit8;(6)MVR定义，MA81：4，MA82：4(100)!_MIO00:=!(MA00#MA01#MA03#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA23#MA30#MA31#MA3A#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA5#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA64#MA66#MA67#MA69#MA6A#MA81#MA82#MA83#MA84);_WE00:=(MA02#MA14#MA18#MA1C#MA20#MA24#MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA68#MA85);第4页华北科技学院计算机学院设计性实验报告(7)I2-0 定义，MA81：3，MA82：3(011)I200:=(MA0B#MA11#MA12#MA14#MA1A#MA1B#MA89#MA1C#MA20#MA24#MA30#MA3C#MA3F##MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA65#MA66#MA6A#MA83#MA85);I100:=(MA01#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA22#MA23#MA24#MA30#MA31#MA3B#MA3D#MA3E#MA3F#MA52#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5C#MA5D#MA5F#MA60#MA61#MA63#MA64#MA67 #MA81#MA82#MA84#MA85);!I000:=!(MA00#MA01#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA24#MA30#MA31#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA63#MA64#MA67#MA6A #MA81#MA82#MA84);(7)I8-6 定义，MA81：3，MA82：3I700:=(MA00#MA01#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA11#MA14#M#MA17#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA22#MA23#MA24#MA31#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA54#MA5A#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA64#MA66#MA67#MA6A#MA81#MA82#MA85);!I600:=!(MA00#MA02#MA03#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA18#MA19#MA1A#MA89#MA1C#MA21#MA24#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA3E#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA#MA64#MA65#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA81#MA82#MA83#MA85);I5-3定义，MA81：0，MA82：0无B口A口定义，MA81：8，0；MA82：8，0B30 =(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA19#MA1C#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA63#MA81#MA82#MA84#MA85);A30 =(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA1A#MA1B#MA89#MA50#MA51#MA5A#MA5E#MA62#MA66#MA83);(9)SSTSSHSCI定义，MA81：1,1;MA82：1,1(001,001)SST000:=(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0C#MA0D#MA0F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA55#MA56 #MA81#MA82);SCI000:=(MA00#MA01#MA05#MA09#MA0C#MA17#MA1D#MA1E#MA1F#MA23#MA31#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA67#MA81#MA82);(10)DC2DC1定义，MA81：0,0;MA82：0,0DC2_100:=(MA00#MA01#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA2#MA31#MA3A#MA3B#MA3D#MA58#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67 #MA83);DC2_000:=(MA00#MA01#MA02#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA2第5页华北科技学院计算机学院设计性实验报告#MA23#MA31#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67#MA83);按照如上代码对源代码进行修改后，利用 JED编译软件生成.jed 文件具体操作步骤①双击lc4256.syn，启动ispLEVER②双击.abl 文件③双击CompileLogic 进行编译④双击JEDECFile,生成.jed 文件4、MACH编程将JED文件下载到MACH器件的过程.启动LatticeSemiconductor 公司IspVMSystem软件，弹出主界面：（1）连接好教学计算机上在线 MACH编程电缆，打开教学计算机的电源。（2）通过主界面的SCAN按钮找到在线编程器件。（3）双击软件找到的设备 LC42