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 0

N _µA 1N _µA 2

N _µA 3

N _µA 4

P 0

P 1

P 2

P C _i n c

l j _i n s t r u c t

c _z _j _f l a g

l d _I R

o p _c o d e 0

o p _c o d e 1

o p _c o d e 2

c h a n g e _z

c h a n g e _c

D R W r

s e l _m e m d a t a

M e m _W r i t e

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11121314

151617181920D 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。

心得体会：

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