计算机组成原理微程序控制器实验

PAGE2PAGE1计算机硬件实验室实验报告课程名称：姓名学号班级成绩设备名称及软件环境UntitledISIS7professional实验名称微程序控制器实验日期2013.6.3实验内容使用模型机验证微指令与微操作的关系，验证微程序执行时序。二．理论分析或算法分析微指令的格式微操作码微地址码微操作码：包含指令执行的一个步骤中所包含的全部微命令的编码，即一条微指令所需的全部控制信号的编码，用来发出操作控制信号。IROP微地址码：用来产生下一条微指令的地址，指出下一条微指令代码在控制存储器中的存储位置。IROP（一）、微程序控制原理：微操作信号微地址形成部件微操作信号微地址形成部件微操作码微地址状态条件CMAR微操作码微地址状态条件CMARCMIRCMIR译码驱动译码驱动CM控制存储器CM控制存储器控制存储器：存放实现计算机指令系统的所有微程序由ROM（EPROM）实现。控制存储器的字长是微指令字的长度。控制存储器的容量取决于指令的数量和每条指令的微程序长度，也取决于微指令代码的利用率。微指令寄存器：微指令寄存器（CMIR）存放由控制存储器读出的一条微指令信息微地址寄存器（CMAR）：存放将要访问的下一条微指令的微地址。微地址形成部件：能测试执行中的状态信息，修改微地址寄存器的内容，以便按修改后的内容去读下一条指令。（二）、工作原理1、取指阶段（1）将取指微程序首地址置于CMAR中。（2）读微指令。（3）产生微操作命令。（4）形成下一条微指令地址。（5）取下一条微指令。…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令送入IR为止。2、执行阶段（1）当指令存入IR后，由指令的OP部分送到微地址形成部件，形成该指令对应的微程序的首地址。（2）读出微指令。（3）产生微操作命令。（4）形成下一条微指令地址。…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令执行完为止。模型机数据通路框图实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）(a)五条指令的微程序流程图(a)五条指令的微程序流程图ADD111001IN1312100201STAOUTSW→R0P(1)PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→IR0403PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→AR1507PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→AR16PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→AR26PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→PCJMP140605R0→DR1RAM→BUSBUS-DR0(DR1)+(DR2)→R001R0→BUSBUS→RAM0117RAM→BUSBUS→DR101DR1→LED2501运行微程序八进制地址图图14微程序流程图KWE23202000KRDRPP(1)1507PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→DR116PC→ARPC+1DR1→LED控制台213024PC→ARPC+1(SW)→BUSBUS→DR1DR1→RAM(b)控制台微程序流程图八进制地址01实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）微地址S3S2S1S0MCnWEA9ABCμA5--μA000000000011000000100010000010000000111101101100000100200000000110000000100100003000000001110000000000100040000000010110000000001010500000001101000100000011006100101011001101000000001070000000011100000000011011000000000000100000000000111000000011110110110000011120000000111101101100001111300000001111011011000111014000000011110110110010110150000001010000010000000011600000000111000000000111117000000001010000000010101200000000111101101100100102100000001111011011001010022000000001010000000010111230000000110000000000000012400000000001000000001100025000001110000101000000001260000000011010001100000012700