计算机组成原理课程设计报告拓海藤原

1.微程序中的微指令是顺序执行的吗?下地址是如何产生的?

1)不是。一般的微指令格式由操作控制和顺序控制两部分构成。操作控制部分用来发出管理和指挥全机工作的控制信号。其顺序控制部分用来决定产生下一个微指令的地址。

2)有两种方式

①计数器的方式:

微程序顺序执行时,其后继微地址就是现行微地址加上一个增量(通常为1);

当微程序遇到转移或转子程序时,由微指令的转移地址段来形成转移微地址。

特点:

优点:简单、易于掌握,编制微程序容易

缺点:这种方式不能实现两路以上的并行微程序转移,因而不利于提高微程序的执行速度。

②多路转移的方式:

转移条件:

①操作码

②状态条件及测试

③微指令中下地址

2.根据实验,哪些微指令是所有机器指令都要用到的?为什么要这样设计?

答:加电启动(1条):0->PC,DI#=0;

取指(3条):PC->AR,PC+1->PC;

MEM->DR;

DR->IR;

执行完毕(2条):STR->Q、CC#=INT#;

PC->AR、PC+1->PC

因为这些指令都属于公操作。所谓公操作,就是一条指令执行完毕后,CPU所开始进行的操作,这些操作主要是CPU对外围设备请求的处理,如中断处理、通道处理等。由于所有的指令的取指周期是完全一样的,因此,取指令也可认为是公操作。

3.一条机器指令与一段微指令相对应,完成这条机器指令的微程序的各条微指令存放在控制存储器中,存放这些微指令的微地址是否连续,为什么?

答:不连续。因为微指令执行的顺序控制问题,就是如何确定下一条微指令的地址问题。通常,产生后继微地址有两种方法。分别是计数器方式和多路转移方式。而这两种方式产生的下一条微指令的地址都不一定连续。

4.设计!

1)指令设计(题目要求)

指令设计:

指令:SBB

指令格式:16位一个字长

功能:DR-SR-CF->DR

微程序地址映射:指令编码00100001->51

选择寄存器:目的寄存器R0,源寄存器R1

指令存储格式:2101

微程序与32位微码:

01:PC->AR,PC+1->PC;8D05505E

02:MEM->IR;20800008

03:/MAP;80800000

51:DR-SR-CF->DR;300011000010000101100100000001001010000000

30:STR->Q,CC#=INT#;9C000003

31:PC->AR,PC+1->PC,CC#=0;8D05505E

指令:STRXDR,OFFSET[SR]

指令格式:16位两个字长

功能:PC->AR,PC+1->PC,MEM+SR->AR,CC#=0,DR->MEM

微程序地址映射:指令编码11100110->61

选择寄存器:不用

指令存储格式:E601

03;/MAP;80800000

61:PC->AR,PC+1->PC;001110000010001101000001010101000001011000

62:MEM+SR->AR,CC#=0;001110000000110101100000000000000000011000

63:DR->MEM;300011000000010000100010000000000000000001

30:STR->Q,CC#=INT#;9C000003

31:PC->AR,PC+1->PC,CC#=0;8D05505E

指令设计:

指令:JMPR

功能:JMPRSR

微程序地址映射:指令编码01100000->5A

选择寄存器:源寄存器R0

指令存储格式:6000

01:PC->AR,PC+1->PC

02:MEM->IR

03:/MAP

5A:SR->PC,CC#=0300011000010010001100001010000000000000000

30:STR->Q,CC#=INT#

31:PC->AR,PC+1->PC,CC#=0

指令:CALR

功能:调用SR指明的子程序

微程序地址映射:指令编码11100000->64

确定转移

指令存储格式:E000

01:PC->AR,PC+1->PC;

02:MEM->IR;

03:/MAP

64:SP-1->SP、AR;001110000010001101100101000000000001011000

65:PC->MEM;001110000000010000100000000101000000000001

66:SR->PC、CC#=0;300011000010010001100001011000000000000000

30:STR->1,CC#=INT#;9C000003

31:PC->AR,PC+1->PC;8D05505E

指令:ADC

功能:DR+SR+C->DR

微程序地址映射:指令编码00100000->50

指令存储格式:2001

50:DR+SR+CF->DR300011000010000101100000000001001010000000

指令:STC

功能:C=1

微程序地址映射:指令编码01101101->57

指令存储格式:6D00

57:STC,CC#=0300011000010001100100000000000100000000000

指令设计(拓展)

指令:RCLDR

功能:DR带进位C循环左移

微程序地址映射:指令编码00101010->54

所用寄存器:源寄存器R0

指令存储格式:2A00

01:PC->AR,PC+1->PC;

02:MEM->IR;

03:/MAP;

54:DCLDR;300011000010001111100000000000110101000000

30:STR->Q,CC#=INT#;

31:PC->AR,PC+1->PC,CC#=0;

指令:IRET

功能:中断返回

微程序地址映射:指令编码11101111->67

所用寄存器:无

指令存储格式:EF00

67:SP->AR,SP+1->SP;001110000010001101000000000100000001011000

68:MEM->STR、CC#、INTOLD#;300011000000111100100000000000000000100000

指令:NOT

功能:DR<-/DR

微程序地址映射:指令编码00101101->52

选择寄存器:目的寄存器R0

指令存储格式:2D00

52:/DR->DR;300011000010001101111100000000001000000000

指令:STRA[ADR],SR

指令格式:16位两个字长

功能:[ADR]<-SR

微程序地址映射:指令编码11100111->5F

指令存储格式:E701

5F:PC->AR,PC+1->PC;601110000010001101000001010101000001011000

60:MEM->AR;300011000000111100100000000000000000011000

2)错误和遇到的问题以及解决

指令设计中出现了很多错误和问题,我们说一下遇到的问题和错误以及解决。

解答:SST标志位问题,对标志位无影响时使用000;对标志位产生影响时用001;想通过标志位直接输出0或1时用011或100;RAM0表示将16位最低位放进标志位;同理RAM15表示将最高位放到标志位,在移位时使用;Q0指将Q寄存器的最低位放到标志位,用法不详。

解答:没什么区别,如果如果需要输出给运算寄存器,则需要用B;如果需要直接从A输出,则用A。

解答:Q寄存器是一个乘商寄存器,当运算涉及乘除法时,会使用Q寄存器,其他情况为通用寄存器同AB;D寄存器通常用于有内存读的时候,代表了内存和内存的一些指令,实验书上未详细介绍。

解答:中断向量的低位指中断向量16位的低四位,将其送到内部总线判断指令是否产生中断。(DC1中的000约等于111,没什么作用。)

解答:CC#=0放在非公操作指令的最后一条微指令的末尾,表示指令执行结束,跳转到30公操作。

解答:应该用的是循环移位。

5.回答问题

1)设计指令系统

2)设计上述6条机器指令对应的微指令

答:此题在上面已经解答,在此不做重复。

3)除公操作外,每个指令用哪几条微指令实现指令功能?

4)分析说明三条扩展指令的32位微码的设置原理。

在这里选择三条扩展指令进行详细的32微码设置的分析:

1.SBB指令分析

SBBDR,SR

DR-SR-CF->DR

MRW

I2-0

I8-6

I5-3

B口

A口

SST

SSH.SCI

DC2

DC1

100

001

011

0000

0001

010

000

因为此指令无内存和I/O读写,故选1XX

因为涉及DR和SR,所以用A和B两个锁存器,故为001

因为要->DR,所以要输出到DR上,所以选F->B,Y=F,故为011

因为是减法运算,所以选R-S,故为001

因为B口使用R0,故为0000

A口使用R1,故为0001

因减法运算还有-CF,会有标志位的运算,所以选择001

SSH,SCI

因为运算中存在CF故标志位不定,,所以选010

指令并没有对AR,IR,INT操作,故不操作,选000

因为不需要用到DC1故选000

2.JMPR指令分析

JMPRSR

SR->PC,CC#=0

0101

1000

因为SR直接赋值,所以用A锁存器,R为0,故为100

因为要->SP,所以要输出到SP上,所以选F->B,Y=F,故为011

因为是0+SR运算,所以选R+S,故为000

因为B口使用SP,R5,故为0101

A口使用SR,R8,故为1000

因为不会存在标志位的改变,所以选择000

因为不需要用标志位,所以选000

3.STRA指令分析

STRA[ADR],SR

PC->AR,PC+1->PC;

因为此指令无内存I/O读写,故选1XX

因为PC既要被运算也要被输出,故选B锁存器,故为011

因为要->AR,PC,所以要输出到PC上,所以选F->B,Y=A,故为010

因为是加法运算,所以选R+S,故为000

因为B口使用PC,R5,故为0101

A口使用PC,R5,故为0101

不会有标志位的运算,所以选择000

因PC需+1,标志位需要为1,所以选001

因为需要AR接收,故选011

MEM->AR;

111

因为此指令需要读取内存,故选000

因为从内存读取,所以使用D直接赋值,故为001

因为直接输出,不用改变B的值,所以选Y=F,故为001

因为加0运算,所以选R+S,故为000

因为B口没使用,故为0000

A口没使用,故为0000

因不会有标志位的运算,所以选择000

因为没有标志位运算,所以选000

指令要写入AR,故选011

6.总结感悟

这次的计算机组成原理课程设计我组成员收获颇丰,在掌握知识的同时,还增强了克服困难的信心。总体来说,本次的报告难度适中,如果上课认真学习报告是没有问题的,在报告的写的过程中,我们复习了很多课上还有实验中的知识,同时也查了一些资料,问了老师一些问题,感觉懂得了不少课内外的知识。不仅如此,完成报告也给了我们鼓励,让我们在面对困难的时候能够认真的一步一步去完成,不断提高自己。在和老师的交流中我们也发现了实验的一些小漏洞,比如可能对于学生来说实验书写的知识太少了,有的知识点不能理解的很好,我认为可以在实验书上写更多的扩展知识,让同学们更加的理解整个知识体系,也学的更多。谢谢。

THE END
1.教学科研专栏:美术学院2019级视觉传达2班《标志设计》教学案例总结本课程的思政建设,围绕“知识传授与价值引领相结合”的课程目标,立足标志设计的发展背景与方向,结合标志设计新潮流方向对标志设计的影响,以社会责任唤起学子的专业认同感,建立文化自信;结合标志的应用,普及标志设计从业者应具备的相关法律法规,树立法律意识;结合七一勋章等热门思政题材,提升民族自豪,提炼爱国情怀。 https://meishu.caztc.edu.cn/info/1111/4001.htm
2.标志设计的表现形式说课稿(精选11篇)教学手段:先展示上周学生的优秀作业,并总结优缺点,然后讲授新课内容;学生练习时,要求草图设计完成后必须征求老师的见意、定稿;再由老师打分后;最后用色彩表现,保证作业的质量。 五、课程实施条件 1、教师应必备的条件:专业学习过美术的人员,具有较高的审美能力,对标志的设计有一定的表现能力。 https://www.ruiwen.com/shuokegao/4319162.html
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