简单模型机实验报告

简单模型机实验报告

篇一：模型机实验报告

HUNAN UNIVERSITY

课程实习报告

题目：模型机

学生姓名

学生学号 XX0801328

专业班级计算机科学与技术（3）班指导老师方恺晴

完成日期 XX.5.28

思考题：

1. 给定一个复合运算式子以及指令码IR[7..5]与八位BUS总线对应情况。要求写出七条指令新的指令码并写出复合运算执行mif文件。修改模型机电路调试程序以实现复合运算。

例：已知A=55H，B=8AH，C=F0H；IR[7..5]对应BUS8,BUS1,BUS3；写出(Aplus/B)^(/(/CplusB))的mif文件，并在模拟机上实现。

答：模拟机电路修改如下：存储器预设指令重设：

计算结果：(A+/B)^(/(/C+B))=42H

2. Microcomputer.vhd代码中进程ct1，ct2，ct3，ct4功能划分依据是什么？

ct1：微序列控制器下址跳转。

ct2：实现各种指令，主要集中在实现从存储器或者寄存器释放数据到总线上。

ct3：完成各种指令，从总线上装载数据到相应的存储器或者寄存器中。

ct4：生成下址，判断下址生成方式，根据不太那个的方式生成下址。

3. Microcomputer.vhd代码中如何定义并初始化RAM？type ram is array(0 to 37)of std_logic_vector(7 downto 0); --38*8ram

signal ram8:ram:=

(x”20”, x”1e”, x”80”, x”40”, x”20”, x”20”, x”1d”, x”c0”, x”20”, x”40”, x”21”, x”20”, x”1f”, x”80”, x”40”, x”22”, x”20”, x”1e”, x”c0”, x”22”, x”80”, x”e0”, x”21”, x”

40”, x”23”, x”60”, x”23”, x”a0”, x”00”, x”55”, x”8a”, x”f0”,others=>x”00”) –initialize ram4

4. Microcomputer.vhd代码中bus_reg_t2 将ram8存储器中对应于ar中地址单元的数据取出来放到bus_reg_t2寄存器中。将r5寄存器中的数据装载到ram8存储器对应于ar中地址单元中。

5. Microcomputer.vhdram8(conv_integer(ar)) 代

码

中

bus_reg_t2 r5

；

可否修改成bus_reg_t2 ram8(conv_integer(ar)) 可以这样修改，但是不修改更能体现CPU设计的方式。

6. Microcomputer.vhd代码中bus_reg，bus_reg_t2，bus_reg_t3属于bus_reg同类的Signal，用途是什么？

Bus_reg：一个时序周期后总线上的数据。 Bus_reg_t2：记录t2时刻总线上的中间数据。 Bus_reg_t3：记录t3时

刻总线上的中间数据。

7. Microcomputer.vhd代码中mpc，mpc_t2,，mpc_t3，mpc_t4属于mpc同类的Signal，用途是什么？

Mpc：一个时序周期后微序列控制器的下址。 Mpc_t2：记录绝对地址寻址方式的下址。 Mpc_t3：记录t3时刻的下址，和Mpc_t2相同。

Mpc_t4：记录t4时刻的下址，和mpc_t3相同，同时如果是映射寻址，则修改下址。

篇二：CPU 与简单模型机设计实验

评语: 课中检查完成的题号及题数：成绩:

自评成绩:

85

课后完成的题号与题数：

实验报告

实验名称： CPU 与简单模型机设计实验

日期：姓名：

XX.11.17 周小多

班级：

10011302 学号： XX02513

一、实验目的：

1. 掌握一个简单CPU 的组成原理。

2. 在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。

3. 为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。

二、实验内容：

1.

要实现一个简单的CPU，并且在此CPU 的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。CPU 由运算器（ALU）、微程序控制器（MC）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成,如图2-1-1 所示。这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。

本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP，共有五条指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），HLT（停机），其指

令格式如下（高４位为操作码）：

助记符机器指令码说明 IN 0010 0000IN→R0 ADD 0000 0000R0 + R0→R0 OUT 0011 0000R0→OUT JMP addr 1100 0000addr→ PC HLT 0101 0000停机

2.

设计一段机器程序，要求从IN 单元读入一个数据，存于R0，将R0 和自身相加，结

3.

果存于R0，再将R0 的值送OUT 单元显示。根据要求可以得到如下程序，地址和内容均为二进制数。

地址内容助记符说明

00000000 00000001 00000010 00000011 00000100 00000101

00100000 00000000 00110000 11100000 00000000 01010000

; START: IN R0 ; ADD R0,R0 ; OUT R0

从 IN 单元读入数据送 R0 R0 和自身相加，结果送R0R0 的值送 OUT 单元显示跳转至 00H 地址停机