第五讲计算机组成原理微程序实验.ppt

微程序控制器实验 实验目的 掌握微程序控制器的组成原理。 掌握机器指令与微指令的关系。 学习微程序的编制、装入、调 试基本方法。 实验内容 根据数据通路框图(图2-5-1)、微控制器原理图(图1-2-12（a）)、微程序流程图(图2-5-2)、机器指令程序(表2-5-1)、微指令格式(表2-5-2)，用微指令序列来实现给定的六条机器指令IN、ADD、MOV、OUT、JMP，达到“程单步”执行。 实验原理 指令格式 机器指令地址及代码 格式： PXX XX 程序地址 机器代码 微程序地址及微码 格式： MXX XX XX XX XX 微程序地址 32位指令代码 单字节指令 机器指令格式 机器指令格式 机器指令格式 UA0-UA5为6位后续微地址(注意：其微地址的排列顺序为前低后高)。 C、B、A 为A字段,决定总线上的信息来源。 PX3、PX2、PX1为 B字段，其功能是： 1. 根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微地址入口； 2. 根据Z和CY标识产生相应的后续微地址。 本实验采用复杂模型机方式（控存06单元的最高字节不能为40H）。 P(X)：识别什么操作及如何确定下地址 基地址：UA5-UA0 P(1)：测试第一字节的高4位。 实际有效地址为E=基地址∨机器指令第 一字节的高4位（基地址的低4位必须为0”）。 例:UA5～UA0为20,第一字节84 84 ∨ 100000 20 101000 28 E=20∨8=28 P(2)：测试第一字节的3、2位。 实际有效地址为E=基地址∨机器指令第 一字节的3、2位（基地址的低2位为0）。 例:UA5～UA0为1C，第一字节84 84 ∨ 011100 1C 011101 1D E=1C∨01=1D P(3)：测试进位(CY)和结果为零(Z)标志。 两标志皆为0时,微指令的下地址为UA5～UA0,两标志 之一为1时,下地址为将UA4置1后的下地址.也就是说测试(P3)微指令的下地址的UA4必须是0。 UA5 4 3 2 1 0 例: UA5～UA0为0A 0 0 1 0 1 0 满足条件： E=1A 0 1 1 0 1 0 不满足条件：E=0A 0 0 1 0 1 0 ★基地址处如果不用，须写一条“空操作”。例：M10 00 00 00 80 实验连线图 实验步骤 实验步骤 用微单步运行微指令程序，对照微程序流程图，观察实验设备平台上的相关寄存器当前状态及微地址指示灯是否和其流程图中表示的一致。检查、运行、记录并对照调试运行后的结果是否和预测值一致。 注意： 在运行程序时不可同时打开多个主界面窗口。 Dais-CMH+实验设备位置图 综合设计自定义指令系统的设计与实现 用复杂模型机方式完成下列十二组机 器指令序列中每条指令的微程序设计 (选其 中之一)，达到能够程单步运行状态 。 1. MOV R0，IMM MOV R1，10H ADD R0，R1 JCZ L1 ；相对寻址 MOV 11H，R0 L1: HLT 0703102 2. MOV R1，12H MOV [10H]，R1 CLR R1 ADD R1，@[10H] INC [10H] ADD R1，@[10H] HLT 0703104 3. MOV R2，IMM SUB R2，11H RLC R2 MOV @[20H]，R2 HLT 0703101 MOV R0，#0 MOV R2，#20H MOV R1，#0FBH L5: ADD R0，[R2]+8 ；变址寻址 INC R2 INC R1 JCZ L6 ；相对寻址 JMP L5 ；直接寻址 L6: HLT 0703103 IN R0，SW IN R1，SW ADD R0，R1 JCZ L7 ；相对寻址