微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验## 微程序控制单元实验### 简介微程序控制单元(Microprogram Control Unit)是计算机组成原理中的一个重要概念。
它是一种基于微指令的控制方式,有效地解决了指令复杂度高、设计难度大的问题。
本篇文档将介绍微程序控制单元的实验原理和方法。
### 实验目的通过本次实验,我们将能够深入了解微程序控制单元的工作原理,理解微程序控制单元在计算机系统中的重要性,并通过实践掌握微程序的设计与编写。
### 实验内容1. 将微指令存储器的内容读入到微程序存储器中;2. 设计微指令的控制信号;3. 实现微程序控制单元的功能;4. 编写测试程序,验证微程序控制单元的正确性。
### 实验步骤#### 第一步:读取微指令存储器内容将微指令存储器中已经设计好的微指令读入到微程序存储器中。
这一步骤可以使用硬件开关、编程方式或者仿真软件进行。
#### 第二步:设计微指令的控制信号根据实验需求,设计微指令的控制信号。
微指令的控制信号包括指令码、操作码、地址码等等,根据具体的实验需求而定。
#### 第三步:实现微程序控制单元的功能将设计好的微指令的控制信号与微程序控制单元进行连接。
确保微程序控制单元能够正确地根据微指令的控制信号来执行相应的操作。
#### 第四步:编写测试程序编写测试程序,验证微程序控制单元的正确性。
测试程序需要覆盖到微程序控制单元的各个功能模块,包含不同类型的指令和操作,以确保微程序控制单元的完整性和鲁棒性。
#### 第五步:测试与调试将编写好的测试程序加载到微程序控制单元中,进行测试和调试。
通过观察微程序控制单元的输出结果,排查可能存在的问题并进行修正,以保证其正确性和稳定性。
### 实验总结通过本次实验,我们深入了解了微程序控制单元的工作原理,并通过实践掌握了微程序的设计与编写。
微程序控制单元的应用可以提高计算机系统的灵活性和可扩展性,同时也降低了整个系统的复杂度和设计难度。
计算机组成原理微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验
微程序控制单元是计算机组成原理中的一个重要组成部分,其工作原理是将指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作系列,从而完成一条指令的执行。
以下是一个微程序控制单元的实验流程:
1. 提取指令:从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码。
提取指令之后,程序计数器根据指令长度增加存储器单元。
2. 解码:根据 CPU 的指令集架构 (ISA) 定义将数值解译为指令。
解码阶段将指令分解成一系列的微操作。
3. 控制命令发出:根据指令中的微操作,发出各种控制命令,例如读写控制、存储器选择、微操作执行等。
这些控制命令用于执行微操作系列。
4. 执行微操作:根据控制命令,执行微操作系列。
微操作通常是一些小规模的运算,例如存储器读写、算术运算等。
这些微操作被分解成一系列的微操作,然后由微程序控制单元执行。
5. 写回结果:完成微操作系列后,将结果写回到存储器或高速缓冲存储器中。
6. 跳转:如果需要,可以通过跳转指令来跳转到其他指令执行。
7. 重复:如果指令需要多次执行,可以通过重复指令来实现。
通过以上步骤,微程序控制单元可以实现对计算机指令的控制,从而实现计算机的功能。
值得注意的是,微程序控制单元是计算机组
成原理中的一个抽象概念,实际上并不存在具体的硬件实现。
实验六微程序控制单元实验
实验六 微程序控制单元实验一、实验目的1. 熟悉微程序控制器的工作原理。
2. 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验要求按照实验步骤完成实验项目,熟悉微程序的编制、写入、观察运行状态。
三、实验原理⒈ 微程序控制电路微程序控制器的组成见图6-1,其中控制存储器采用4片6116静态存储器 ,微命令寄存器32位,用三片8D 触发器(273)和一片4D(175)触发器组成。
微地址寄存器6位,用三片正沿触发的双D 触发器(74)组成,它们带有清零端和置位端。
在不判别测试的情况下,T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态,完成地址修改。
⒉ 微指令格式表6-1A 字段B 字段A 、B 二译码字段,分别由6个控制位译码输出多位。
B 段中的PX3、PX2、PX1 三个测试字位。
其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码,使微程序转入相应的微地址入口,从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。
⒊微程序流程与代码图6-2为几条机器指令对应的参考微程序流程图,将全部微程序按微指令格式变成二进制代码,可得到模型机(一)所例举的8位指令代码。
图6-2微程序流程图四、实验内容(一)微程序的编写为了解决微程序的编写,本装置设有微程序读写命令键,学生可根据微地址和微指令格式将微指令代码以快捷方式写入到微程序控制单元。
具体的操作方法是按动位于本实验装置右中则的红色复位按钮使系统进入初始待令状态。
再按动【增址】命令键使工作方式提示位显示“H”。
微程序存贮器读写的状态标志是:显示器上显示8个数字,左边1、2位显示实验装置的当前状态,左边3、4位显示区域号(区域的分配见表7-2),左边5、6位数字是微存贮单元地址,硬件定义的微地址线是ua0~ua5共6根,因此它的可寻址范围为00H~3FH;右边2位数字是该单元的微程序,光标在第7位与第8位之间,表示等待修改单元内容。
计算机组成原理微程序控制单元实验报告
姓名学号班级******************年级指导教师《计算机组成原理》实验报告实验名称微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验实验室实验日期实验七微程序控制单元实验一、实验目的⒈ 掌握时序产生器的组成方式。
⒉ 熟悉微程序控制器的原理。
⒊ 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验原理图7-7-1图 7-7-4 微地址控制原理图微程序控制单元实验原理就是人为的给出一条微指令的地址,人为的去打开测试开关,观察机器怎么运行,打个比方就是我要你执行我下的某条命令,我先告诉你命令写在哪页纸上,你找到纸后,分析命令是什么之后再去执行。
观察机器微程序控制器的组成见图7-1-1 ,微地址的打入操作就是由操作者给出一条微指令的地址(同上面的例子就是仅仅告诉你我让你跑的这条命令写在哪页纸上,而没有告诉你命令的具体内容),不需要做测试去判断这是什么指令,所以由图7-7-1 ,其中微命令寄存器 32 位,用三片 8D 触发器 (273) 和一片 4D(175) 触发器组成。
它们的清零端由CLR来控制微控制器的清零。
它们的触发端CK接 T2,不做测试时 T2 发出时钟信号,将微程序的内容打入微控制寄存器(含下一条微指令地址)。
打入了微指令的地址(即告诉你命令在哪页纸上,此时你需要先找到这页纸并判断命令是叫你做什么,然后执行),进行测试,T4 发出时钟信号,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态,按图 7-7-4 所示,微地址锁存器的置位端R 受 SE5~SE0控制,当测试信号 SE5~SE0输出负脉冲时,通过锁存器置位端R将某一锁存器的输出端强行置“1”,实现微地址的修改与转移,此时的地址指的是指令的操作码的地址(即你已经知道命令是跑,此时做的是跑的行为)。
再由数据开关置入微地址的值,再做测试,再跳到指令的操作码的地址准备开始执行指令,这就是微程序控制单元实验的原理。
三、实验连线连接图或“图 7-2-27-2-2 中的 B1、 B7、 B10、 B15,用双头实验导线连接上图中所有标明“”图案的插孔(注:Dais-CMH 的时钟信号以作内部连接)。
微程序控制器实验报告
微程序控制器实验报告微程序控制器实验报告引言微程序控制器是一种常见的计算机控制器,它采用微程序的方式来实现指令的执行。
在本次实验中,我们将学习和探索微程序控制器的工作原理,并通过实验验证其功能和性能。
实验目的本次实验的主要目的是通过设计和实现一个简单的微程序控制器,来深入理解微程序控制器的工作原理和原理图设计。
实验过程1. 设计微指令集在设计微程序控制器之前,首先需要确定微指令集。
微指令集是由一系列微指令组成的,每个微指令对应一个控制信号,用于控制计算机的各个组件的操作。
在本次实验中,我们选择了常见的微指令集,包括存储器读写、算术逻辑运算、数据传输等指令。
2. 设计微指令控制存储器微指令控制存储器是微程序控制器的核心组件,用于存储微指令集。
在本次实验中,我们使用了静态随机存储器(SRAM)来实现微指令控制存储器。
通过将微指令集编码为二进制数,并将其存储在SRAM中的不同地址位置,实现对微指令的存储和读取。
3. 设计微指令解码器微指令解码器用于解析微指令,并产生相应的控制信号。
在本次实验中,我们使用了组合逻辑电路来实现微指令解码器。
通过将微指令的不同位与控制信号相连,实现对微指令的解码和控制信号的生成。
4. 设计微程序计数器微程序计数器用于控制微程序的执行顺序。
在本次实验中,我们使用了计数器和触发器来实现微程序计数器。
通过将微程序计数器的输出与微指令控制存储器的地址输入相连,实现对微指令的顺序读取。
实验结果通过实验,我们成功设计并实现了一个简单的微程序控制器。
在实验中,我们编写了微指令集,并将其存储在微指令控制存储器中。
通过微指令解码器和微程序计数器的协作,我们成功实现了对微指令的解码和执行。
实验结果表明,微程序控制器能够准确地控制计算机的各个组件的操作,并实现指令的执行。
实验总结通过本次实验,我们深入了解了微程序控制器的工作原理和原理图设计。
微程序控制器作为一种常见的计算机控制器,具有灵活性和可扩展性。
实验五 微程序控制实验
实验五微程序控制实验一、实验目的1、掌握微程序控制器的组成原理;2、为模型机定义五条机器指令,并编写相应的微程序;3、掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行。
二、实验设备TDN-CM+计算机组成原理教学实验箱一台,排线若干三、实验原理实验所用的半导体静态存储器电路可产生4个等间隔的时序信号TS1—TS4,其中Ø为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调的方波信号。
学生可根据实验自行选择方波信号源的频率及脉宽。
为了便于控制程序的运行,时序电路发生器也设置了一个启停控制触发器Cr,使TS1—TS4信号输出可控。
STEP(单步)STOP(停机)分别来自实验板上方中部的两个二进制开关STEP、STOP的模拟信号。
START建是来自实验板上方中部的一个微动开关,当START的按键信号STEP开关为0时(EXEC),一旦按下启动键,运行触发器Cr一直处于“1”状态,因此时序信号TS1—TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为1时(STEP),一旦按下启动键,机器便处于处于单步运行状态,此时只发送1个CPU周期的时序信号就停机。
利用单步方式,每次只读一条微指令,可以观察到指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外,当机器连续运行时,如果STOP开关置“1”(STOP),也会停机。
由于时序控制电路的内部线路已经连好,所以只需将时序电路与方波信号源连接(即将时序电路的脉冲输入端Ø接至方波信号发生器输出端H23),时序电路的CLR已经接至实验板右下方的CLR模拟开关上。
四、实验内容1、微程序控制电路微程序控制电路组成:控制存储器(3片2816的E2PROM,具有掉电保护功能),微命令寄存器18位(用两片8D触发器(74LS273)和1片4D(74LS175)触发器组成),微地址寄存器6位(用3片正沿触发的双D触发器(74LS74)组成,它们带有清“0”端和预置端)。
在不判断测试的情况下,T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
微程序控制实验报告(共10篇)
微程序控制实验报告(共10篇)微程序控制器实验报告计算机组成原理实验报告一、实验目的:(1)掌握微程序控制器的组成原理。
(2)掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行过程。
二、实验设备:PC 机一台,TD-CMA 实验系统一套。
三、实验原理:微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行,即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列,完成数据传送和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照机器指令一样,用数字代码的形式表示,这种表示称为微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中,称为控制存储器,微程序控制器原理框图如图所示:微程序控制器组成原理框图在实验平台中设有一组编程控制开关KK3、KK4、KK5(位于时序与操作台单元),可实现对存储器(包括存储器和控制存储器)的三种操作:编程、校验、运行。
考虑到对于存储器(包括存储器和控制存储器)的操作大多集中在一个地址连续的存储空间中,实验平台提供了便利的手动操作方式。
以向00H 单元中写入332211 为例,对于控制存储器进行编辑的具体操作步骤如下:首先将KK1 拨至‘停止’档、KK3 拨至‘编程’档、KK4 拨至‘控存’档、KK5 拨至‘置数’档,由CON 单元的SD05——SD00 开关给出需要编辑的控存单元首地址(000000),IN 单元开关给出该控存单元数据的低8 位(00010001),连续两次按动时序与操作台单元的开关ST(第一次按动后MC 单元低8 位显示该单元以前存储的数据,第二次按动后显示当前改动的数据),此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址(000000),M7——M0 显示当前数据(00010001)。
然后将KK5 拨至‘加1’档,IN 单元开关给出该控存单元数据的中8 位(00100010),连续两次按动开关ST,完成对该控存单元中8 位数据的修改,此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址(000000),M15——M8 显示当前数据(00100010);再由IN 单元开关给出该控存单元数据的高8 位(00110011),连续两次按动开关ST,完成对该控存单元高8 位数据的修改此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址(000000),M23——M16 显示当前数据(00110011)。
微程序控制器实验
评语: 课中检查完成的题号及题数:课后完成的题号与题数:成绩: 自评成绩:实验报告实验名称:微程序控制器实验日期:班级:学号:姓名:一、实验目的:1.掌握微程序控制器的组成原理。
2.掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行过程。
二、实验内容:1.了解如何将微码加载到微控存中,了解指令并运行。
2.通过微程序控制器实验能得简单运算结果。
3.设计并修改电路,编写用微程序实现存储器中两个单字节十六进制数的加法运算,结果输出至OUT单元。
三、项目要求及分析:要求:操作数由IN单元输入至MEM,在由MEM中读出操作数并在ALU中运算。
四、具体实现:1. 按图1-3-10 所示连接实验线路,仔细查线无误后接通电源。
如果有‘滴’报警声,说明总线有竞争现象,应关闭电源,检查接线,直到错误排除。
图1-3-10 实验接线图2. 对微控器进行读写操作,分两种情况:手动读写和联机读写。
1) 手动读写进行手动读或是写,都需要手动给出地址,系统专门安排了一个ADDR 单元,做为地址输入。
ADDR 单元原理如图1-3-11 所示,可以看出本单元实为一个加减计数器。
当开关为‘加1’档时,在T2 的下沿计数器进行加1 计数,当开关为‘减1’档时,在T2 的下沿计数器进行减1计数,当开关置为‘置数’档时,计数器置初值,其作用相当于直通,SA7…SA0 的输出值就是二进制开关组的值。
在实验中选择什么档位,取决于写入数据的地址是否连续,如果是连续地址,选择‘加1’或是‘减1’档会方便一些。
如果是离散地址,选择‘置数’档会方便一些。
图1-3-11 ADDR 单元原理图(1) 手动对微控器进行编程(写)①按图1-3-12 接好线(部分实验接线被改变,手动读写微控器完成后应予恢复)。
②将MC 单元编程开关置为‘编程’档,时序单元状态开关置为‘单步’档,ADDR单元状态开关置为‘置数’档。
③使用ADDR 单元的低6 位SA5…SA0 给出微地址MA5…MA0,微地址可以通过MC 单元的MA5…MA0 微地址灯显示。
实验三:微程序控制器实验
《计算机组成原理》实验报告实验三:微程序控制器实验学院:专业:班级:学号:学生姓名:实验日期:指导老师:成绩评定:计算机学院计算机组成原理实验室实 验 三一、 实验名称:微程序控制器实验二、 实验目的:掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况 ,了解微程序流程原理。
三、 实验原理:微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行,即将当前指令的功能转换成可以控制硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照机器指令一样,用数字代码的形式表示,这种表示称为微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中,该存储器称为控制存储器。
微程序流程图:NOP00指令译码P<1>IN->R0R0->OUT NOPR0->AR0->BA+B->R00130320405333530ADDINOUTHLT01010135四、实验设备:TD-CMA实验系统一套五、实验步骤:1、对微控器进行编程(写)(1)将时序与操作台单元的开关KK1置为‘停止’档,KK3置为‘编程’档,KK4置为‘控存’档,KK5置为‘置数’档。
(2)使用CON单元的SD05-SD00给出微地址,IN单元给出低8位应写入的数据,连续两次按动时序与操作台的开关ST,将IN单元的数据写到该单元的低8位。
(3)将时序与操作台单元的开关KK5置为‘加1’档。
(4)IN单元给出中8位应写入的数据,连续两次按动时序与操作台的开关ST,将IN单元的数据写到该单元的中8位。
IN单元给出高8位应写入的数据,连续两次按动时序与操作台的开关ST,将IN单元的数据写到该单元的高8位。
(5)重复(1)(2)(3)(4)四步,将二进制代码表的微地址(地址和十六进制)写入芯片中。
2、对微控器进行校验(读)(1)将时序与操作台单元的开关KK1置为‘停止’档,KK3置为‘校验’档,KK4置为‘控存’档,KK5置为‘置数’档。
微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验
微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验微程序控制单元实验:微程序控制单元是计算机中的一种重要的控制单元,它采用微程序控制方式来实现计算机指令系统的控制。
微程序控制单元实验可以帮助我们了解微程序控制单元的工作原理和实现过程。
具体实验步骤如下:1. 制作微指令表:根据计算机指令系统的要求,编制微指令表。
2. 编写微程序:根据微指令表的要求,编写微程序。
3. 测试微程序:将编写好的微程序加载到微程序存储器中,并对微程序进行测试,确保其功能正常。
4. 部署微程序:将测试通过的微程序部署到微程序控制单元中,并进行整机测试,确保微程序控制单元能够正确地控制整个计算机。
指令部件模块实验:指令部件模块是计算机中的一个重要模块,它负责译码指令并执行相应的操作。
指令部件模块实验可以帮助我们了解指令部件模块的功能和实现过程。
具体实验步骤如下:1. 制作译码表:根据计算机指令系统的要求,编制译码表。
2. 编写指令部件模块:根据译码表的要求,编写指令部件模块。
3. 测试指令部件模块:将编写好的指令部件模块加载到计算机中,并对其进行测试,确保其功能正常。
4. 整机测试:将指令部件模块与其他计算机模块结合起来进行整机测试,确保整个计算机能够正确地工作。
时序与启停实验:时序与启停是计算机中的一个重要模块,它负责计算机各个模块之间的时序关系和控制计算机的启停。
时序与启停实验可以帮助我们了解时序与启停的功能和实现过程。
具体实验步骤如下:1. 编写时序控制程序:根据计算机的时序关系,编写时序控制程序。
2. 编写启停控制程序:根据计算机的启停需求,编写启停控制程序。
3. 测试时序与启停控制程序:将编写好的时序与启停控制程序加载到计算机中,并对其进行测试,确保其功能正常。
4. 整机测试:将时序与启停控制程序与其他计算机模块结合起来进行整机测试,确保整个计算机能够正确地工作。
计算机组成原理实验报告范文微程序控制单元实验计算机组成原理mio
计算机组成原理实验报告范文微程序控制单元实验计算机组成原理mio西华大学数学与计算机学院实验报告课程名称:计算机组成原理年级:2022级实验成绩:指导教师:祝昌宇姓名:蒋俊实验名称:微程序控制单元实验学号:312022*********实验日期:2022-12-15一、目的1.熟悉微程序控制器的原理2.掌握微程序编制、写入并观察运行状态二、实验原理(1)微程序控制单元的构成8位微地址寄存器由2片74LS161组成;3片6264为微程序存储器;24位微程序锁存器由3片74LS374组成。
如图1图1微程序控制单元布局图(2)微程序控制单元原理1.由于本系统中指令系统规模不大、功能较简单,微指令可以采用全水平、不编码的方式,每一个微操作信号由1位微代码来表示,24位微代码至少可表示24个不同的微操作控制信号。
如要实现更多复杂的操作可通过增加一些译码电路来实现。
2.增量方式来控制微代码的运行顺序,每一条指令的微程序连续存放在微指令存储器连续的单元中。
3.每一指令的微程序的入口地址是通过对指令操作码的编码来形成的。
在本系统指令码最长为8位,那么最多可形成256条指令。
4.在微程序存储器的0单元存放取指指令,在启动时微地址寄存器清0,执行取指指第1页共4页令。
5.每一段微程序都以取指指令结束,以取得下一条指令。
6.在本系统内,MLD为置微地址的控制信号,MCK为工作脉冲。
当MLD=0、MCK有上升沿时,把MD0~MD7的值作为微程序的地址,打入微地址寄存器。
当MLD=1、MCK有上升沿时,微地址计数器自动加1。
图2微程序控制单元原理图三、使用环境第2页共4页计算机组成原理实验箱四、实验步骤(一)准备工作1.将MD0~MD7、MLD接入二进制开关上,将MCK、MOCK分别接入脉冲单元上的PLS1、PLS2上。
请按下表接线信号定义接入开关位号MCKPLS1孔MOCKPLS2孔MD0H0孔MD1H1孔MD2H2孔MD3H3孔MD4H4孔MD5H5孔MD6H6孔MD7H7孔MLDH23孔2.启停单元中的停止按钮,置实验机为停机状态。
计算机组成原理 实验3 微程序控制单元
下图为几条机器指令对应的参考微程序流程图。
运行微程序
实验内容
1.微程序的编写
2.微地址的打入操作
实验环境
DICE-CH2000增强型计算机组成原理实验仪一台+排线若干
实验
步骤
1.微程序的编写
在微地址00H、40H、80H、C0H单元地址分别输入55H,在微地址01H、41H、81H、C1H单元地址分别输入数据AA H。以下以向00H单元输入数据55H、向01H输入数据AA H为例,其它操作类似。
经上述操作,第一位显示8表示为“8”微地址寄存器,20表示此时打入的微地址为20,Rg表示为寄存器状态。
该操作表示将微地址打入微地址寄存器,若原来的微地址寄存器中有内容,此时再向其打入微地址,则后打入的微地址将覆盖原内容。
实验结果
在微地址00H、40H、80H、C0H单元地址分别输入55H,在微地址01H、41H、81H、C1H单元地址分别输入数据AA H。
RST
00②40④80⑥CO
UME UME UMEUME
①↓55③↓55⑤↓55⑦↓55
增址增址增址增址
OAA OAA OAA OAA
MON MON MON MON
经上述操,作即可完成实验内容的要求。
其中,UME为控存,按下它,表示进入微程序读写状态,此时打入“55”表示将内容写入某单元。(该单元为按UME键之前所按的地址:如为“00”则将“55”写入“00”单元。)
计算机组成原理实验报告
学院:计算机科学与信息专业:信息安全班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导教师
成绩
实验项目名称
三、微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验微程序控制单元是计算机系统中的一种控制方式,它通过存储在存储器中的一组微指令序列来完成对计算机操作的控制。
微程序控制的特点是将指令解码操作交给微程序控制器来完成,使得计算机系统更加模块化,易于维护和升级。
在本文中,我们将介绍计算机组成原理微程序控制单元实验相关参考内容,包括实验原理、实验步骤和实验结果分析等。
实验原理微程序控制单元实验的目的是了解微程序控制器的工作原理,熟悉微指令的生成和调用过程。
实验中,我们需要使用一个可编程逻辑器件(如FPGA)来实现微程序控制单元。
具体的实验原理可分为以下几个方面:1.微程序控制单元的基本结构微程序控制单元的基本结构由微程序存储器、微指令计数器、数据线、地址线和状态寄存器等组成。
微程序存储器用于存储微指令序列,微指令计数器用于计数微指令的执行次数,数据线用于传输数据信息,地址线用于传输地址信息,状态寄存器用于存储各个状态的标志位。
2.微指令的生成方式微指令可以通过硬布线方式生成,也可以通过微程序存储器生成。
本实验中,我们将采用微程序存储器生成的方式。
微程序存储器的结构类似于一个ROM,存储着各个微指令的操作码。
通过地址线和控制信号的组合,我们可以选择需要执行的微指令操作。
3.微指令的调用过程在执行一条指令时,首先要将指令解码,得到该指令的操作码和操作数。
接着,通过微控制器的微程序存储器,查找并执行对应的微指令操作。
微指令的执行可能涉及到内存、寄存器、算术逻辑单元等各个部分,最终完成指令的执行。
实验步骤下面是计算机组成原理微程序控制单元实验的具体步骤:步骤一:设计微程序控制器的硬件电路根据FPGA开发板的型号和实验要求,设计微程序控制单元的硬件电路,并且将其烧录到FPGA芯片中。
在设计电路时要考虑到各种指令和相应的微指令,分析指令的执行流程,进而推导出各种情况下微指令的生成方式。
步骤二:编写微指令程序利用软件编写微指令程序,将每条指令拆分成组合微命令的形式,生成微程序。
微程序控制器实验原理
微程序控制器实验原理一、微程序控制器简介微程序控制器是计算机中一个重要的控制单元,它负责解析和执行计算机指令。
在计算机中,指令是由一系列操作码组成的二进制序列,微程序控制器通过对这些操作码进行解析和执行,指导计算机完成各种操作。
本文将详细介绍微程序控制器的实验原理。
二、微程序控制器的工作原理微程序控制器的工作原理主要包括以下几个方面:1. 存储和解析指令微程序控制器首先将存储在存储器中的指令读取到指令寄存器中,然后对指令进行解析。
指令解析过程中,微程序控制器会将指令的操作码和操作数从指令寄存器中提取出来,并根据不同的操作码进行相应的操作。
2. 控制信号的生成微程序控制器根据解析得到的操作码生成相应的控制信号,控制信号通常包括时钟信号、数据写入信号、数据读取信号等。
这些控制信号会被发送给计算机的其他部件,控制其按照指令的要求进行相应的操作。
3. 微指令的执行微程序控制器根据解析得到的操作码和相应的操作数,执行相应的微指令。
微指令是微程序控制器中的最小指令单位,它可以完成一些基本的操作,如数据传输、逻辑运算、算术运算等。
微程序控制器通过执行一系列的微指令来完成整个指令的操作。
4. 微程序的存储和调用微程序控制器中的微指令是存储在微存储器中的,微存储器作为微程序控制器的核心组成部分,它负责存储和调用微指令。
微程序控制器在执行指令时,会根据微指令的地址从微存储器中读取相应的微指令,然后执行。
三、微程序控制器的实验原理微程序控制器的实验原理主要包括以下几个方面:1. 环境准备进行微程序控制器的实验需要准备相应的实验环境。
首先需要搭建一个实验平台,包括微程序控制器、指令存储器、数据存储器等。
同时还需要准备实验所需的指令和数据,可以通过编程的方式生成指令和数据。
2. 设计微程序在进行微程序控制器的实验前,需要先设计相应的微程序。
微程序设计是指根据具体的指令集和指令执行流程,将指令分解为微指令,并确定微指令之间的执行顺序和相互之间的依赖关系。
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验微程序控制器是由微指令组成的,每个微指令对应一个操作或一个操作序列。
它通过微指令来描述指令的执行过程,包括指令的取指,指令的解码,操作数的获取,以及操作的执行。
微程序控制器的本质是一个状态机,通过不同的状态和状态转移来完成指令的执行,从而实现计算机的功能。
在计算机组成原理的教学实验中,微程序控制器部件是非常重要的一个实验内容。
通过搭建微程序控制器的实验平台,学生可以更好地理解计算机指令的执行过程,加深对计算机硬件的认识。
在微程序控制器部件的教学实验中,可以从以下几个方面展开。
1.搭建实验平台:首先需要搭建一个微程序控制器的实验平台,包括微指令存储器、微指令控制器、状态寄存器等硬件部件。
同时需要编写相应的微指令和微程序,对不同的指令进行模拟执行。
2.模拟指令的执行过程:通过编写微指令和微程序,可以模拟指令的执行过程。
通过手动设置各个硬件部件的状态,可以观察指令的取指、解码、执行等过程。
通过模拟执行不同的指令,可以帮助学生理解指令的执行过程和计算机的工作原理。
3.分析指令的执行效率:在实验中,可以通过不同的指令和微程序,分析指令的执行效率。
比如,可以比较不同指令的执行时间,找出其中的瓶颈和优化方法。
通过实验分析,学生可以深入理解指令的执行原理和计算机硬件的优化方法。
4.扩展实验内容:在熟悉了微程序控制器的基本原理后,可以进一步扩展实验内容。
比如,可以设计一个简单的指令集,编写相应的微指令和微程序,实现更复杂的指令的执行过程。
通过扩展实验内容,可以更好地理解微程序控制器部件的原理和功能。
总之,计算机组成原理微程序控制器部件的教学实验是一门重要的实践课程,通过搭建实验平台和编写微指令和微程序,可以帮助学生更好地理解计算机硬件的工作原理,加深对计算机指令执行过程的认识,提高计算机组成原理的学习效果。
TEC-2 实验计算机微程序控制器实验
TEC-2 实验计算机微程序控制器实验一. 实验目的1.了解和掌握微程序控制器的组成和工作原理;2. 了解和掌握Am2910微程序定序器的组成和工作原理3. 认识和掌握TEC-2机微程序控制器各控制信号的含义、作用和用法4. 了解和掌握微命令、微指令和微程序的概念5. 了解微指令的执行过程,掌握微程序的设计方法6. 通过运算器和微程序控制器的实验,进一步认识和掌握CPU 的组成结构和工作原理二. 实验内容第一题:设计一条指令,实现将[ADDR]内容与内存单元数据DATA 相加,结果存到DR 中。
第二题:将[SR]内容与[ADDR]内容相加,结果保存到地址ADDR 单元中。
三. 实验器材TEC-2实验计算机、电脑各一台四. 实验分析与设计第一题:1.指令格式2. 指令功能功能: [ADDR] + DATA → DR 3.设计分析根据指令的功能和指令格式,先将立即数所在地址送给地址寄存器AR ,PC 自增一,再读取该立即数送给寄存器Q ,然后将ADDR 单元地址送给地址寄存器AR ,PC 自增一,接着读取ADDR1单元内容并与寄存器Q 的内容相加后送给寄存器Q ,最后通过把寄存器Q 中内容送入ADDR 单元地址,再将ADDR 单元地址的内容送入DR 。
4. 微程序100:PC->AR,PC+1->PC: 0000 0E00 A0B5 5402 101: MEM->Q: 0000 0E00 00F0 0000 102: PC->AR,PC+1->PC: 0000 0E00 A0B5 5402 103: MEM->AR 0000 0E00 10F0 0002 104: MEM+Q->Q 0000 0E01 00E0 0000 105: Q->MEM 0000 0E00 1020 0010 106: MEM->DR ,CC#=03#,A4H: 0029 0300 30F0 00885. 加载到微控存程序段>E900↙ 将微码存放在900H 开始的内存单元中 0900 0000:0000 0000:0E00 0000:A0B5 0000:5402 0000:0000指令格式:0905 0000:0E00 0000:00F0 0000:0000 0000:0000 0000:0E00090A 0000:A0B5 0000:5402 0000:0000 0000:0E00 0000:10F0090F 0000:0002 0000:0000 0000:0E01 0000:00E0 0000:00000914 0000:0000 0000:0E00 0000:1020 0000:0010 0000:00290919 0000:0300 0000:30F0 0000:0088↙>A800↙0800: MOV R1,900↙微码在内存中的首地址0802: MOV R2,7↙微指令条数0804: MOV R3,100↙微码在微控制存储器中的首地址0806: LDMC↙加载微码指令,将微码指令加载到微控制存储器中0807: RET↙0808:↙>G800↙6.运行程序段>A820↙0820: MOV R0,0011↙存入随意数0822: MOV [0890],R0↙随意数存入随意设定的ADDR单元地址0824: NOP↙预留空位0825: NOP↙预留空位0826: NOP↙预留空位0827: RET↙0828:↙>E824↙补充预留空位的内容0824 0000:D430 0000:1100 0000:0890↙随意设定DR为R3寄存器>G820↙执行7.运行结果>R↙R3寄存器内容为1111H,刚好是0011H与1100H之和R0=0011 R1=091C R2=0000 R3=1111 SP=0FD0 PC=0820 IP=00CD R7=0000 R8=0000R9=0000 R10=0000 R11=0000 R12=0000 R13=0000 R14=0000 R15=0000 F=00001111 0820: 2C00 0011 MOV R0, 00118.实验截图第二题:1.指令格式指令格式:D4 X SRADDR2.指令功能功能:[SR]+ [ADDR]→ [ADDR]3.设计分析根据指令的功能和指令格式,先将立即数所在地址送给地址寄存器AR,PC自增一,再读取该立即数送给寄存器Q,然后将ADDR单元地址送给地址寄存器AR,PC 自增一,接着读取ADDR1单元内容并与寄存器Q的内容相加后送给寄存器Q,最后通过把寄存器Q中内容送入ADDR单元地址,再将ADDR单元地址的内容送入DR。
微程序控制实验报告
微程序控制实验报告微程序控制实验报告引言:微程序控制是一种通过微指令序列来控制计算机硬件的方法。
通过将指令的操作码映射到微指令序列,可以实现复杂的指令执行过程。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的微程序控制器,加深对微程序控制原理的理解。
一、实验目的本实验的主要目的是设计和实现一个8位微程序控制器。
通过该实验,我们将能够:1. 理解微程序控制的工作原理;2. 掌握微程序控制器的设计方法;3. 学习如何使用微指令序列来控制计算机硬件。
二、实验原理微程序控制是一种基于微指令的控制方式,它将指令的操作码映射到一组微指令序列。
这些微指令序列定义了计算机硬件在执行指令过程中的控制信号。
通过微指令序列,我们可以实现复杂的指令执行过程,如数据传输、算术逻辑运算、分支跳转等。
三、实验设计本实验中,我们设计了一个简单的8位微程序控制器。
该控制器包括以下几个模块:1. 指令寄存器(IR):用于存储当前执行的指令;2. 指令译码器(ID):将指令的操作码解码为微指令地址;3. 微指令存储器(MS):存储微指令序列;4. 控制信号发生器(CG):根据微指令地址生成控制信号;5. 数据通路(DP):执行指令的计算机硬件。
四、实验步骤1. 设计微指令序列:根据指令集的要求,设计一组微指令序列,包括数据传输、算术逻辑运算、分支跳转等操作。
2. 实现微指令存储器:使用存储器芯片或其他逻辑门电路实现微指令存储器,并将微指令序列存储其中。
3. 实现指令译码器:设计指令译码器,将指令的操作码解码为微指令地址。
4. 实现控制信号发生器:根据微指令地址生成控制信号,控制数据通路的操作。
5. 实现数据通路:根据指令要求,设计并实现数据通路,包括寄存器、算术逻辑单元等。
6. 连接各个模块:将指令寄存器、指令译码器、微指令存储器、控制信号发生器和数据通路连接起来,形成一个完整的微程序控制器。
五、实验结果与分析经过实验,我们成功实现了一个简单的8位微程序控制器。
微程序控制实验报告
微程序控制实验报告微程序控制实验报告一、引言微程序控制是一种基于微指令的计算机控制方式,它将指令的执行过程细化为一系列微操作,通过微指令控制单元来实现。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的微程序控制器,加深对微程序控制原理的理解。
二、实验目的1. 掌握微程序控制的基本原理;2. 熟悉微程序控制器的设计和实现方法;3. 实践运用微程序控制器设计一个简单的计算器。
三、实验原理微程序控制器由微指令存储器、微程序计数器、微指令译码器和控制逻辑组成。
微指令存储器存储了一系列微指令,每个微指令对应一个微操作。
微程序计数器用于指示当前执行到的微指令地址。
微指令译码器负责将微指令转换为控制信号,控制逻辑根据控制信号来控制计算机各个部件的工作。
四、实验步骤1. 设计微指令集:根据计算器的功能需求,设计一套适合的微指令集,包括算术运算、存储器读写等操作。
2. 编写微指令存储器的初始化程序:将设计好的微指令集存储在微指令存储器中,为后续的微程序执行做准备。
3. 实现微程序计数器:设计一个计数器电路,用于指示当前执行到的微指令地址,并实现计数器的自增和重置功能。
4. 设计微指令译码器:根据微指令的格式和编码规则,设计一个译码器电路,将微指令转换为控制信号。
5. 实现控制逻辑:根据微指令的控制信号,设计一个控制逻辑电路,控制计算器各个部件的工作。
6. 连接和调试:将各个部件按照设计连接起来,并进行调试和测试,确保微程序控制器能够正常工作。
五、实验结果与分析经过实验,我们成功实现了一个简单的微程序控制器,并用它设计了一个计算器。
该计算器能够进行基本的算术运算和存储器读写操作。
在实验过程中,我们发现微程序控制器的设计和实现相对复杂,需要充分考虑微指令的设计和控制逻辑的编写。
同时,微程序控制器的执行效率相对较低,对于复杂的程序,可能需要较长的执行时间。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了微程序控制的原理和实现方法。
微程序控制器是一种灵活且可扩展的控制方式,可以根据不同的需求设计不同的微指令集和控制逻辑,具有一定的通用性。
微程序控制器组成实验报告
微程序控制器组成实验报告微程序控制器组成实验报告一、引言微程序控制器是计算机中的重要组成部分,它负责解析指令并控制计算机的各个部件进行相应操作。
本实验旨在通过实际操作,深入了解微程序控制器的组成和工作原理。
二、实验目的1. 理解微程序控制器的基本概念和工作原理;2. 掌握微程序控制器的组成结构;3. 实践使用微程序控制器进行指令解析和控制。
三、实验原理微程序控制器由控制存储器和控制逻辑组成。
控制存储器中存储了一系列微指令,每个微指令对应一条机器指令的执行步骤。
控制逻辑根据当前指令的操作码,从控制存储器中读取相应的微指令,并根据微指令的控制信号控制各个部件的操作。
四、实验步骤1. 搭建实验平台:将微程序控制器与计算机主板相连,并连接相应的输入输出设备;2. 下载微程序控制器的控制存储器:将预先编写好的微指令存储到控制存储器中;3. 编写控制逻辑:根据机器指令的操作码,编写相应的控制逻辑,实现指令的解析和控制;4. 运行实验:通过输入指令,观察微程序控制器的工作情况,验证控制逻辑的正确性。
五、实验结果与分析在实验中,我们成功搭建了微程序控制器的实验平台,并下载了相应的微指令。
通过输入不同的指令,我们观察到微程序控制器能够正确解析指令并控制计算机的各个部件进行相应操作。
这证明了我们编写的控制逻辑是正确的。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了微程序控制器的组成和工作原理。
微程序控制器通过控制存储器中的微指令,实现了对机器指令的解析和控制。
掌握了微程序控制器的基本原理后,我们能够编写相应的控制逻辑,实现自定义的指令解析和控制功能。
七、实验心得本次实验让我对微程序控制器有了更深入的了解。
通过亲自搭建实验平台和编写控制逻辑,我深刻体会到微程序控制器在计算机中的重要作用。
同时,实验过程中也遇到了一些问题,但通过不断尝试和调试,最终解决了这些问题,提高了自己的实践能力。
八、展望微程序控制器作为计算机的核心组件之一,具有广泛的应用前景。
实验六_CPU_微程序控制器实验
CPU__微程序控制器实验实验目的1.理解微程序控制器的控制原理2.进一步掌握指令流程和功能3.了解掌握微程序控制器的设计思路和方法实验原理微程序控制器的设计思想是由英国剑桥大学的威尔克斯(Wilkes)教授于1951年提出来的, 即将机器指令的操作(从取指令到执行)分解成若干个更基本的微操作序列, 并将有关的控制信号(微命令)按照一定的格式编成微指令, 存放到一个只读存储器中, 当机器运行时, 一条一条地读出这些微指令, 从而产生全机所需要的各种操作控制信号, 使相应部件执行所规定的操作。
微指令格式:N _µA 0N _µA 1N _µA 2N _µA 3N _µA 4P 0P 1P 2P C _i n cl j _i n s t r u c tc _z _j _f l a gl d _I Ro p _c o d e 0o p _c o d e 1o p _c o d e 2c h a n g e _zc h a n g e _cD R W rs e l _m e m d a t aM e m _W r i t e1234567891011121314151617181920D W _i n s t r u c t实验步骤(1)实验台设置成FPGA-CPU 独立调试模式, REGSEL=0、CLKSEL=1.FDSEL=0.使用实验台上的单脉冲, 即STEP_CLK 短路子短接, 短路子RUN_CLK 断开;(2)将设计在Quartus II 下输入, 编译后下载到TEC-CA 上的FPGA 中;(3)按复位键后, 拨动实验台上的开关SD5~SD0, 改变IR[15…12]、进位标志C 和结果为0标志Z, 观察指示灯R15~R0、A4~A0、A12~A8、A14和A15显示的信号, 追踪每条指令的执行过程并把相应数据填在表6-1中。
(4)观察每条指令的执行过程, 每个节拍进行的微操作和微操作控制信号。
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-------------大学信息学院
《计算机组成原理》 实验报告
实验名称 微程序控制单元实验
实验室 实验楼 实验日期
实验七 微程序控制单元实验
一、实验目的
1、 掌握时序产生器的组成方式。
2、 熟悉微程序控制器的原理。
3、 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验原理
微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行,即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列,完成数据传送和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照机器指令一样,用数字代码的形式表示,这种表示称为微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中,称为控制存储器,微程序控制器原理图。
控制器是严格按照系统时序来工作的,因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的,从前面的实验可以很清楚地了解时序电路的工作原理,本实验所用的时序由时序单元来提供,为四拍 TS1、TS2、TS3、TS4,其中控制存储器采用 3 片 2816 的 E2 PROM ,具有掉电保护功能,微命令寄存器 18 位,用三片 8D 触发器(273)和一片 4D (175)触发器组成。
微地址寄存器 6 位,用三片正沿触发的双 D 触发器(74)组成,它们带有清“0”端和预置端。
在不判别测试的情况下,T2 时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当 T4 时刻进行测试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态,完成地址修改。
⒈ 微程序控制电路
微程序控制器的组成见下图,其中控制存储器采用4片6116静态存储器,微命令寄存器32位,用三片8D 触发器(273)和一片4D(175)触发器组成。
微地址寄存器6位,用三片正沿触发的双D 触发器(74)组成,它们带有清零端和置位端。
在不判别测试的情况下,T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态,完成地址修改。
姓名 学号 班级 年级 指导教师
⒉ 微指令格式
微指令格式
其中UA5~UA0为6位的后续微地址,A 、B 二译码字段,分别由6个控制位译码输出多位。
B 段中的PX3、PX2、PX1 三个测试字位,其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码,使微程序转入相应的微地址入口,从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。
二进制控制单元的C 、B 、A 不同状态组合决定了PC-B 、ALU-B 、299-B 、R0-B 、R1-B 、R2-B 这六个部件的内容送总线,其状态表如下表所示: A 字段
C
B A 选择 0 0 0 禁止 0 0 1 PC-B 0 1 0 ALU-B 0 1 1 299-B 1 0 0 Rs-B 1 0 1 Rd-B 1 1 0 保留位 1
1
1
保留位
二进制控制单元的中断(PX3)、M9(PX2)、M1(PX1)的不同状态组合决定P 的测试方式,其具体控制状态如表所示:
B 字段
⒊ 微程序流程与代码
下图为几条机器指令对应的参考微程序流程图,将全部微程序按微指令格式变成二进
M25 M24 M23 M22 M21 中断 M19 M18 M17 M16 M15 M14 M13 M12 M11 M10 M9 M8
C
B
A
AR 保留位 PX3 A9 A8 CE LOAD CN
M
S0
S1
S2
S3 PX2 LDAR
M7
M6
M5
M4
M3
M2 8
7
6
5
4
3
M1
M0
LDPC LDIR LDDR2 LDDR1 LDR0
WE
UA0 UA1 UA2 UA3 UA4 UA5 PX1 SW-B
中断 M9 M1 选择 测试字 PX3 PX2 PX1 0 0 0 关闭测试 0 0 1 P (1) 识别操作码 0 1 0 P (2) 判寻址方式 0 1 1 P (Z) Z 标志测试 1 0 0 P (I) 中断响应 1 0 1 P (D) 中断服务 1 1 0 P (C) C 标志测试 1
1
1
保留位
制代码,可得到模型机(一)所列举的8位指令代码。
微程序流程图
三、实验连线
微地址控制单元的实验连线图
按上图所示,连接实验电路:
①总线接口连接:用8芯扁平线连接图中所有标明“”或“”图案的总线接口。
②控制线与时钟信号“”连接:用双头实验导线连接图中所有标明“”或“”图案的插孔(注:Dais-CMH的时钟信号已作内部连接)。
四、实验内容及结果分析
手动方式下的微地址打入操作
微程序控制器组成原理图
微程序控制器的组成见上图,其中微命令寄存器32位,用三片8D触发器(273)和一片
4D(175)触发器组成。
它们的清零端由CLR 来控制微控制器的清零。
它们的触发端CK 接T2,在时序节拍的T2时刻将微程序的内容打入微控制寄存器(含下一条微指令地址)。
(1)微地址控制原理
微地址控制原理图
(2)微地址的打入操作
在“L”状态下,首先置SW-B=0,然后向数据开关置数,再按【单步】键,在机器周期的T2时刻把数据开关的内容打入微地址锁存器。
实验步骤如下:
A. 在缓冲输入中输入00000010;
B. 使SW-B=0,然后按单步键;
C. 在缓冲输入中输入00000011;
D. 使SW-B=0,然后按单步键; (3)微地址的修改与转移
按图所示,微地址锁存器的置位端R 受SE5~SE0控制,当测试信号SE5~SE0输出负脉冲时,通过锁存器置位端R 将某一锁存器的输出端强行置“1”,实现微地址的修改与转移。
按微程序流程图所示的微控制流程,对指令译码寄存器IR 分别打入微控制流程定义的操作码20H 、40H 、60H 、80H 、0A0H ,然后打入流程图定义的基地址08H ,按【单步】键,在机器周期T4节拍按微控制流程对IR 指令寄存器的内容进行测试和判别,使后续微
数据开关 (00000010)
数据开关 (00000010)
数据开关 (00000011)
数据开关 (00000011)
地址转向与操作码相对应的微程序入口地址。
举例操作如下:
① 当IR 寄存器为20H 、微地址为08H 时,按【单步】键后微地址为09H 。
A. 在缓冲输入中输入00100000;
B. 使CBA =000,CE =0,SW-B=1;
C. LDIR=1,然后按单步键;
D. LDIR=1,SW-B=0;
E. 按单步键;
F. P (1)=1,然后按单步键;
② 当IR 寄存器为60H 、微地址为08H 时,按【单步】键后微地址为0BH 。
A. 在缓冲输入中输入00100000;
B. 使CBA =000,CE =0,SW-B=1;
C. LDIR=1,然后按单步键;
D. LDIR=0,SW-B=0;
E. 按单步键;
F. P (1)=1,然后按单步键;
结果分析:
(1)通过数据开给微地址单元输入地址时,数据部经过地址总线,即直接到达微地址单元。
① 微程序运行时,首先先去取指令,也就是将PC 的值送给地址寄存器(CPU 将要访问的地址),接着修改PC 值取下一条指令;RAM 将其所指的内容送往总线BUS ,再由总线送给指令寄存器IR ,此时假设IR 寄存器为20H ,微地址为80H ,因为每一段微程序
数据开关 (00100000)
指令寄存器IR (00100000)
数据开关 (00001000)
微地址灯
(001000)
微地址灯 (001000)
数据开关 (01100000)
数据开关 (00100000)
指令寄存器IR (01100000)
微地址灯 (001000)
微地址灯
(001011)
都对应有一个首地址,通过P(1)测试和判别,这样通过测试和判别就使后续微地址转向与操作码(20H)相对应的微程序入口地址(09H),这样就完成了微地址的修改于转移。
②同理,当IR寄存器为60H,微地址为80H,因为每一段微程序都对应有一个首地址,通过P(1)测试和判别,这样通过测试和判别就使后续微地址转向与操作码(20H)相对应的微程序入口地址(09H),这样就完成了微地址的修改于转移。
五、实验总结
通过这次实验,我对计算机组织与体系机构这门课有了一个全新的认识,通过做实验我明白了机器指令是怎样被翻译为机器所能识别的微程序,即二进制代码,进而执行该命令,另外对微程序的编制及微指令格式都有了进一步的了解。
这个实验含盖了我前几次的实验的几乎所有,可以说是对前几次试验的综合运用。
这也更让我感觉到了微程序控制这节内容在整个计算机组织与体系结构中的重要作用。