《 计算机组成原理B》课程设计性实验报告

华北科技学院计算机学院设计性实验报告PAGE 第2页实验报告课程名称计算机组成原理实验学期20至20学年第一学期学生所在院部计算机学院年级20专业班级计科B学生姓名学号任课教师实验成绩计算机学院制

实验报告须知学生上交实验报告时，必须为打印稿（A4纸）。页面空间不够，可以顺延。学生应该填写的内容包括：封面相关栏目、实验地点、时间、目的、设备环境、内容、结果及分析等。教师应该填写的内容包括：实验成绩、教师评价等。教师根据本课程的《实验指导》中实验内容的要求，评定学生的设计性实验成绩；要求在该课程期末考试前将实验报告交给任课教师。设计性实验中，所涉及的程序，文档等在交实验报告前，拷贝给任课教师。任课教师统一刻录成光盘，与该课程的期末考试成绩一同上交到系里存档。未尽事宜，请参考该课程的实验大纲和教学大纲。

《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2014年11月26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：NXOR、ADRM。实验步骤1、扩展的2条指令的格式及功能（1）NXORDR,SR 实现的功能：将DR与SR异或之后再取非。 寻址方式：寄存器寻址方式。 操作码编码：IR==[(0,0,1,0,0,0,1,0)]； 微程序步数：一步(NXORDR,SR)； 微程序入口地址：80。（2）ADRWDR,[SR] 实现的功能：将DR与地址为SR中的字单元相加，所得到的结果送入到DR。 寻址方式：寄存器寻址方式、寄存器间接寻址方式。 操作码编码：IR==[(1,1,1,0,0,0,1,1)]； 微程序步数：三步(SR->IB->AR DR->Q Q+DR->DR)； 微程序入口地址：83。2、指令对应的微程序序号指令入口地址下址CI3-0SCC3-0MVRI2-0I8-6I5-3B口A口SSTSSHSCIDC2DC11

NXORDR,SR8030304,13,78,81,00,02ADRMDR,[SR]8300E04,41,00,80,03,000E

4,30,08,00,00,030301,63,08,00,00,0 NXOR指令各字段值意义： 入口地址为80H:指令的存储地址为80H。 指令下址为30H:有指定跳转地址30H。 CI3-0,SCC3-0为30H:表示转移，执行下址的地址。 MVR,I2-0为4，1:无内存或串口读写操作，数据来源有寄存器A和寄存器B。 I8-I6,I5-I3为3，7：表示将结果输出，该条命令执行的是异或非运算。 B口，A口为8，8：A口的地址为1000B,表示该条微指令用到外部指定的A寄存器， B口的地址为1000B,表示该条微指令用到外部指定的B寄存器。 SST,SSHSCI为1，0：表示状态寄存器保持不变，无低位进位或移位。 DC2,DC1为0，0：表示不操作，没有输出到内总线。ADRM指令各字段值意义： 第一步(SR->IB->AR)： 微址为83H:指令的存储地址为83H。 指令下址为00H:没有指定跳转地址，顺序执行下一条微程序。 I3-0,SCC3-0为E0H:表示顺序执行。 MVR,I2-0为4，4:无内存或串口读写操作，数据来源只有一个寄存器A。 I8-I6,I5-I3为1，0：表示将结果输出，该条命令执行的是加法运算。 B口，A口为0，8：A口的地址为1000B,表示该条微指令用到外部指定的A寄存器， 无B寄存器。 SST,SSHSCI为0，0：表示状态寄存器保持不变，无低位进位或移位。 DC2,DC1为3，0：表示地址寄存器接收，没有输出到内总线。 第二步(DR->Q)： 微址为84H:指令的存储地址为84H。 指令下址为00H:没有指定跳转地址，顺序执行下一条微程序。 I3-0,SCC3-0为E0H:表示顺序执行。 MVR,I2-0为4，3:无内存或串口读写操作，数据来源只有一个寄存器B。 I8-I6,I5-I3为0，0：表示将结果输出，该条命令执行的是加法运算。 B口，A口为8，0：B口的地址为1000B,表示该条微指令用到外部指定的B寄存器， 无A寄存器。 SST,SSHSCI为0，0：表示状态寄存器保持不变，无低位进位或移位。 DC2,DC1为0，0：表示不操作，没有输出到内总线。 第三步(Q+DR->DR)： 微址为85H:指令的存储地址为85H。 指令下址为30H:有指定跳转地址30H。 I3-0,SCC3-0为30H:表示转移，执行下址的地址。 MVR,I2-0为1，6:表示读内存，数据来源有寄存器D和寄存器Q。 I8-I6,I5-I3为3，0：表示将结果输出，该条命令执行的是加法运算。 B口，A口为8，0：B口的地址为1000B,表示该条微指令用到外部指定的B寄存器， 无A寄存器。 SST,SSHSCI为0，0：表示状态寄存器保持不变，无低位进位或移位。 DC2,DC1为0，0：表示不操作，没有输出到内总线。3、ABEL语言源程序编辑以及JED文件生成 （1）指令OP定义：22，A1，E3，E9 NXOR=(IR==[0,0,1,0,0,0,1,0]); ADRM=(IR==[1,1,1,0,0,0,1,1]);（2）微指令地址定义：80，83，84，85 MA80=(Y==[1,0,0,0,0,0,0,0]); MA83=(Y==[1,0,0,0,0,0,1,1]); MA84=(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：80(10000000),83(10000011)D0 =!C_M&(!_MAP&(ADRM#SUB#OR#CMP#MVRR#DEC#SHR#JR#PSHF#PUSH#POP#POPF#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#LDPC#JMPA#CALA#RET#IRET#NOT#ASR#CLC#STC#JMPR#LDRA#STRA)#NXTADDR1&!_PL)&!Bit8;...D（4）下址定义：MA80:30,MA83:00,MA84:00,MA85:30,7 =!C_M&(!_MAP&(NXOR#ADRM#SWRM)#NXTADDR7&!_PL)&!Bit8;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#MA30#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA63#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA80#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#MA80#MA85)&!Bit8;（5）差别测试字段定义：MA80:30,MA81:E0,MA82:30,MA83:E0,MA84:E0,MA85:30,MA8A:E0,MA8B:E0,MA8C:E0,MA8D:30CI3 :=!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#MA89#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#MA83#MA84)&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#MA1D #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#MA80#MA85)&NRST&!Bit8;MVR定义:MA80:4,MA83:4,MA84:4,MA85:1...#MA1E#MA1F#MA21#MA23#MA30#MA31#MA3A#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA64#MA66#MA67#MA69#MA6A#MA80#MA83#MA84);（7）I2-0定义:MA80:1,MA83:4,MA84:3,MA85:6I200:=(MA0B#MA11#MA12#MA14#MA1A#MA1B#MA89#MA1C#MA20#MA24#MA30#MA3C#MA3F# MA5A#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#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#MA80#MA84);B口A口定义:MA80:8,8MA83:0,8;MA84:8,0;MA85:8,0;B30=(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E #MA0F#MA19#MA1C#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA63#MA80#MA84#M A85);A30=(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA1A#MA1B#MA89#MA50#MA51 #MA5A#MA5E#MA62#MA66#MA80#MA83);SSTSSHSCI定义:MA80:1,0;MA83:0,0;MA84:0,0;MA85:0,0;...SST000:=(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0C#MA0D#MA0F#MA50#MA51 #MA52#MA53#MA55#MA56#MA80);...（10）DC2DC1定义:MA80:0,0;MA83:3,0;MA84:0,0;MA85:0,0;DC2_100:=(MA00#MA01#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA23 #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#MA21 #MA23#MA31#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67#MA83); 4、生成JED文件的整个操作过程启动LatticeSemiconductor公司IspVMSystem软件，弹出主界面：(1)双击lc4256.syn，启动ispLEVER (2)双击.abl文件 (3)双击CompileLogic进行编译(4)双击JEDECFile,生成.jed文件(3)双击软件找到的设备LC4256v，通过Browse按钮选择已经编译好的JED文件，单击OK.重新回到主界面，点击GO命令进行编程，编程成功后关闭编程窗口。五、编程验证及结果分析1.NXOR指令运行结果：NXOR指令结果分析：将R0寄存器赋值为0100，R1寄存器赋值为0001。然后，将编码的指令NXOR用机器码表示即2201(表示执行NXORR0,R1指令)。输入RET语句表程序结束。通过G2000执行刚才所编写的程序，得到结果为R0=FEFE，结果正确。2.ADRM指令执行结果： ADRM指令结果分析：将R1赋值为1000，R2赋值为2250。然后，将编码的指令ADRM用机器码表示即E312(表示执行ADRMR1,[R2]指令)。在2005输入RET语句表程序结束。利用E命令修改2250单元值为0010再通过G2000开始执行程序，结果正确（R1=1000+0010）。