计算机组成设计—王乐研究报告.doc

燕山大学 学 院 年级专业 姓名rs或rd 选定的寄存器 00 01 10 R0 R1 R2 9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表 访存指令及转移指令 模型机设计2条访存指令――存数（STA）和取数（LDA），2条转移指令――无条件转移（JMP）和结果为零或有进位转移指令（BZC），这4条指令长度为2个字节，其指令格式为： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 M OP－CODE rd D 其中，OP－CODE为操作码，rd为目的寄存器地址（LDA、STA指令使用）。D为偏移量（正负均可），M为寻址模式，其定义如下： 寻址模式M 有效地址E 说明 00 01 10 11 E＝D E＝（D） E＝（RI）＋D E＝（PC）＋D 直接寻址 间接寻址 RI变址寻址 相对寻址 本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。 I/O指令 输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OP－CODE addr rd 其中，addr＝01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr＝10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。 停机指令 指令格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OP－CODE 00 00 HALT指令用于实现停机操作。 指令系统 本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条，表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。 表1 助记符号 指令格式 功能 CLR rd MOV rs，rd ADC rs，rd SBC rs，rd INC rd AND rs，rd COM rd RRC rs，rd RLC rs，rd 0111 00 rd 1000 rs rd 1001 rs rd 1010 rs rd 1011 rs rd 1100 rs rd 1101 rs rd 1110 rs rd 1111 rs rd 0→rd rs→rd rs+rd+cy→rd rs-rd-cy→rd rd+1→rd rs∧rd→rd →rd rs→rd rs←rd LDA M, D, rd STA M, D, rd JMP M, D BZC M, D 00 M 00 rd D 00 M 01 rd 00 M 00 rd D 00 M 00 rd D E→rs rd→E E→PC 当CY＝1或Z＝1， E→PC IN addr, rd OUT addr, rd 0100 01 rd 0101 01 rd addr→rd rd→addr HALT 0110 01 rd 停机  总体设计 本模型机的数据通路框图如图所示。 数据通路框图 详细设计 实验连接图和微程序流程图如下: 实验连接图 微程序流程图 根据流程图，确定如下微程序： 微程序： $$M0101ED82 $M0200C050 $M0300A004 $M0400E0A0 $M0500E006 $M0600A007 $M0700E0A0 $M0801ED8A $M0901ED8C $M0A00A03B $M0B018001 $M0C00203C $M0D00A00E $M0E01B60F $M0F95EA25 $M1001ED83 $M1101ED85 $M1201ED8D $M1301EDA6 $$$$M173D9A01 $$M1901A22A $M1A01B22C $M1B01A232 $M1C01A233 $M1D01A236 $M1E318237 $M1F318239 $$$M2205DB81 $M230180E4 $$M2595AAA0 $M2600A027 $M2701BC28 $M2895EA29 $M2995AAA0 $M2A01B42B $M2B959B41 $M2C01A42D $M2D65AB6E $M2E0D9A01 $M2F01AA30 $M300D8171 $M31959B41 $M32019A01 $M3301B435 $M3405DB81 $M35B99B41 $M360D9A01 $$$M3919883A $M3A019801 $M3B070A08 $M3C068A09 设计程序：8位二进制乘法X*Y，利用原码一位乘