计算机组成原理实践
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实验报告
课程名称计算机组成原理综合设计实践
实验名称模型计算机的研制
实验仪器数据通路板（B板），控制信号板（A板），
微程序控制板（C板）
一、确定设计总要求
模型计算机设计的总要求主要有以下几个方面：
（1）模型计算机采用暂存器型的运算器结构。
（2）设计一个16条指令的指令系统，包括单字长指令和双字长指令，其指令寻址方式包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器直接
寻址等；指令类型包括算术逻辑类指令、传送类指令、控制类指令、
停机指令等。
（3）微程序控制器采用断定方式，微指令编码采用直接控制和字段编码相结合的方式，设计并完成微程序流程图，编写微指令。
（4）自己编写一段小程序，完成某个小的功能，以验证指令的正确性二、设计模型计算机数据通路
本实验采用的B板已经给我们提供了带单总线的数据通路，并且已经在第三章中分部件进行过基本部件实验，如图4-1所示。
三、样机指令系统
四、样机指令流程
X=00
步骤对应微操作控制指令
①PC→AR PC→BUS,LDAR=1
P C+1→PC LDPC=1
② R AM→BUS CS=1,WE=0
B US→DR2 LDDR2=1
③(DR2)→BUS S3 S2 S1 S0 M CN,ALU→BUS
1 0 1 0 1 0
B US→AR LDAR=1
X=01
步骤对应微操作控制指令
1.PC→AR PC→BUS,LDAR=1
P C+1→PC LDPC=1
2.R AM→BUS CS=1,WE=0
B US→DR2 LDDR2=1
3.(DR2)→BUS S3 S2 S1 S0 M CN,ALU→BUS
1 0 1 0 1 0
B US→AR LDAR=1
4.R AM→BUS CS=1,WE=0
B US→DR2 LDDR2=1
5.(DR2)->BUS S3 S2 S1 S0 M CN,ALU→BUS
1 0 1 0 1 0
6.B US→AR LDAR=1
X=10
步骤对应微操作控制指令
1.PC→AR PC→BUS,LDAR=1
P C+1→PC LDPC=1
2.R AM→BUS CS=1,WE=0
B US→DR2 LDDR2=1
3.(R2)→DR1 R2→BUS,LDDR1=1
4.(DR1)+(DR2)→BUS→AR→BUS→DR2 S3 S2 S1 S0 M CN,ALU→BUS,LDAR=1,LDDR2=1
1 0 0 1 0 0
X=11
步骤对应微操作控制指令
1.PC→AR PC→BUS,LDAR=1
P C+1→PC LDPC=1
2.R AM→BUS CS=1,WE=0
B US→DR2 LDDR2=1
3.(PC)→BUS PC→BUS
BUS→DR1 LDDR1=1
4.(DR1)+(DR2)→BUS→AR→BUS→DR2 S3 S2 S1 S0 M CN,ALU→BUS,LDAR=1,LDDR2=1
1 0 0 1 0 0
LAD X,D,Rd
步骤对应微操作控制指令
1.R AM→BUS CS=1,WE=0
B US→Rd LDR i=1,YS1 YS0=11,DZ=1
STA X,D,Rd
步骤对应微操作控制指令
1.(Rd)→BUS Rd→BUS
B US→RAM CS=1，WE=1,DZ=1
JMP X,D
步骤对应微操作控制指令
1.(DR2)→BUS S3 S2 S1 S0 M CN,ALU→BUS
1 0 0 1 0 0
B US→P
C LD1=1，LDPC=1,DZ=1
JC X,D
步骤对应微操作控制指令
1.CY=1则(DR2)→BUS→PC,否则N OP S3 S2 S1 S0 M CN,ALU→BUS，LD1=1,LDPC=1,DZ=1
1 0 0 1 0 0
MOV Rs,Rd
步骤对应微操作控制指令
1.PC->AR PC->BUS,LDAR=1
PC+1->PC LDPC=1
2.RAM->BUS CS=1,WE=0
BUS->IR LDIR=1
3.(Rs)->BUS Rs->BUS
BUS->DR1 LDDR1=1
4.(DR2)->BUS S3 S2 S1 S0 M CN,ALU->BUS,LDRi=1,YS1YS0=11,
0 0 0 0 0 0
BUS->Rd DZ=1
AND Rs,Rd
步骤对应微操作控制指令
1.PC->AR PC->BUS,LDAR=1
PC+1->PC LDPC=1
2.RAM->BUS CS=1,WE=0
BUS->IR LDIR=1
3.(Rs)->BUS Rs->BUS
BUS->DR2 LDDR2=1
4.(Rd)->BUS Rd->BUS
BUS->DR1 LDDR1=1
5.(DR1)(DR2)->BUS->Rd 101110,ALU->BUS,LDRi=1,YS1YS0=11,
DZ=1
ADD Rs,Rd
步骤对应微操作控制指令
1. PC->AR PC->BUS,LDAR=1
PC+1->PC LDPC=1
2. RAM->BUS CS=1,WE=0
BUS->IR LDIR=1
3. (Rs)->BUS Rs->BUS
BUS->DR2 LDDR2=1
4. (Rd)->BUS Rd->BUS
BUS->DR1 LDDR1=1
5. (DR1)+(DR2)->BUS->Rd 100100,ALU->BUS,LDRi=1,YS1YS0=11,
LDCY=1,DZ=1
SUB Rs,Rd
步骤对应微操作控制指令
1. PC->AR PC->BUS,LDAR=1
PC+1->PC LDPC=1
2. RAM->BUS CS=1,WE=0
BUS->IR LDIR=1
3. (Rs)->BUS Rs->BUS
BUS->DR1 LDDR1=1