硬件基础微程序控制器实验报告（含答案解析）.pdfVIP

湖南大学 HUNAN UNIVERSITY 硬件基础实验 2 实验报告 一、实验预习 1. 书中的图形实现微程序控制器，中间的映射逻辑究竟 是怎么实现的？ 答：但出现分支时，预设端信号由 IR 决定。IR 为 1 时 信号有效，输出为 1. 通过 IR 的值映射为下址的低三位，从而产生下址。 2. 书中设计用到了强写强读，为什么要设计这个功能？ 1 / 1 文档可自由编辑 答：满足用户因为没有初始化 mif 文件时输入数据的需 要。 二、实验目的 微程序控制器实验的主要任务：生成 CPU 里的控制信 号，并使程序按正 确的顺序执行。核心部分是 ROM ，存放机器指令的微程 序。 1 、掌握微程序控制器的组成、工作原理； 2 、掌握微程序控制器的基本概念和术语：微命令、微 操作、微指令、微 程序等； 3 、掌握微指令、微程序的设计及调试方法； 4 、通过单步运行若干条微指令，深入理解微程序控制 器的工作原理； 二、实验电路 1 / 1 文档可自由编辑 图 1 附：电路图过大，请放大观察详情 三、实验原理 将机器指令的操作（从取指到执行）分解为若干个更基本 的微操作序列，并将有 关的控制信息（微命令）以微码的形式编成微指令输入到 控制存储器中。这样， 每条机器指令将与一段微程序对应，取出微指令就产生微 命令，以实现机器指令 要求的信息传送与加工。 四、实验步骤及概述 1)设计状态机部分 a、编写VHDL 代码如下 1 / 1 文档可自由编辑 LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY zhuangtaiji I PORT ( reset : IN STD_LOGIC := 0; clock : IN STD_LOGIC; qd : IN STD_LOGIC := 0; dp : IN STD_LOGIC := 0; tj : IN STD_LOGIC := 0; t1 : OUT STD_LOGIC; t2 : OUT STD_LOGIC; t3 : OUT STD_LOGIC; t4 : OUT STD_LOGIC ); END zhuangtaiji; ARCHITECTURE BEHAVIOR OF zhuangtaiji I TYPE type_fstate I (idle,st1,s_st2,st4,st2,st3,s_st4,s_st3); SIGNAL fstate : type_fstate; SIGNAL reg_fstate : type_fstate; BEGIN PROCE (clock,reset,reg_fstate) 1 / 1 文档可自由编辑 BEGIN IF (reset=1) THEN fstate = idle; EL