计算机组成原理课程设计(桂林电子科技大学).docVIP

第 PAGE \* MERGEFORMAT 10页 第 PAGE \* MERGEFORMAT 10页 计算机组成原理课程设计说明书 题 目： 设计一台嵌入式CISC模型计算机 院 （系）： 计算机科学与工程学院 专 业： 网络工程 学生姓名： 唐波 学 号： 1100380219 指导教师： 陈智勇 一、课设题目： 设计一台嵌入式CISC模型计算机（采用定长CPU周期、联合控制方式），并运行能完成一定功能的机器语言程序进行验证，实现方法可从以下4类中任选一个： ●连续输入5个有符号整数（8位二进制补码表示，用十六进制数输入），求最小的负数的绝对值并输出显示。 说明：①5个有符号数从外部输入； ②一定要使用符号标志位（比如说SF），并且要使用为负的时候转移（比如JS）或不为负的时候转移（比如JNS）指令。 二．CISC模型机系统总体设计 三．操作控制器的逻辑框图 … … … 指令寄存器IR 操作码 微地址寄存器 地址译码 控制存储器 地址转移 逻辑 状态条件 微命令寄存器 P字段 操作控制字段 微命令信号 说明： 在T4内形成微指令的微地址，并访问控制存储器，在T2的上边沿到来时，将读出的微指令打入微指令寄存器，即图中的微命令寄存器和微地址寄存器。 四．模型机的指令系统和所有指令的指令格式 由此可见，本模型机中的指令系统中共有8条基本指令，下表9列出了每条指令的格式、汇编符号和指令功能。 指令助记符 指令格式 功能 15--12 11 10 9 8 70 IN1 Rd 0101 ×× Rd ×××××××× (Rd)+1→Rd，锁存标志位 MOV Rd,im 0001 ×× Rd im 立即数→Rd CMP Rs,Rd 0011 Rs Rd ×××××××× Rs,Rd比较， INC Rd 0010 ×× Rd ×××××××× 输入设备→Rd JNS addr 0100 ×× ×× addr 若大于，则addr→PC JMP addr 0110 ×× ×× addr addr→PC OUT1 Rs 1001 Rs ×× ×××××××× (Rs)→输出设备 MOV1 Rs,Rd 1000 Rs Rd ×××××××× (Rs)→Rd NOT Rd 0111 ×× Rd ×××××××× Data取反 指令格式： （1）I/O指令（单字节） I说明：对Rs和Rd的规定： Rs或Rd 选定的寄存器 0 0 R0 0 1 R1 1 0 R2 1 1 R3 五．所有机器指令的微程序流程图 00 00 PC PC→ABUS（I） RD ROM IBUS→IR PC+1 00 00 P(1) P(1) MOV1OUT1 MOV1 OUT1 IN1MOVNOTJMPJNSCMPINC IN1 MOV NOT JMP JNS CMP INC 030209080107O60504 03 02 09 08 01 07 O6 05 04 Rs→X-X→Rs锁存CF，ZFRs→XRd→Y锁存CF，ZFRd→Y Rs→X -X→Rs 锁存CF，ZF Rs→X Rd→Y 锁存CF，ZF Rd→Y Y+1→Rd 锁存CF，ZF IR（I）→Rd Rs→LED Rs→X X→Rd IR（A） →PC SW→Rd 20 20 0000 00 00 P(2)00000000000000 P(2) 00 00 00 00 00 00 00 CF=1ZF=1 CF=1 ZF=1 CF=0 ZF=0 10 10 ROM→BUS ROM→BUS BUS→PC 0000 00 00 设计操作控制器单元（即微程序控制器） （1）设计微指令格式和微指令代码表 CISC模型机系统使用的微指令采用全水平型微指令，字长为25位，其中微命令字段为17位，P字段为2位，后继微地址为6位，其格式如下： 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 LOAD LDPC LDAR LDIR LDRi RD_B RS_B S2 S1 S0 ALU_B SW_B LED_B RD_D CS_D RAM_B C