计算机组成原理综合性实验报告-指令扩展

XXXXXX计算机系设计性实验实验报告课程名称计算机组成原理B实验学期XXXX至XXXX学年第X学期学生所在系部计算机系年级XXXX专业班级XXXXXX学生姓名XXX学号XXXXXXXXXXXX任课教师XXX实验成绩计算机系制第1页《计算机组成原理》课程设计性实验报告开课实验室：年月日实验题目指令扩展实验一、实验目的1、进一步掌握微程序定序器AM2910、运算器AM2901、外围GAL、EPROM芯片之间的联系，达到对整机概念的提升；2、进一步掌握微程序控制器的组成；3、掌握微程序及机器指令的扩展方法。二、设备与环境TEC-2000教学机，微机、EEPROM芯片。三、实验内容在现有的TEC-2000教学机系统上，扩展2条CPU的机器指令。四、实验步骤1、2条指令的格式及功能写明2条指令的格式、功能、寻址方式、操作码编码、微程序步数、微程序入口地址。（1）、指令格式：ADTWDR功能：DR+2-DR(DR内的值自加2)寻址方式：寄存器寻址操作码编码：10100001(A1)微程序步数：2微程序入口地址：81（2）、指令格式：ADRMDR,[SR]功能：DR+[SR]-DR寻址方式：DR为寄存器寻址、[SR]为寄存器间接寻址操作码编码：11100011(E3)微程序步数：3微程序入口地址：832、指令所对应的微程序每条指令对应的微程序、每步功能及各字段值的意义（1）、CM1～CM7芯片存储内容:CM1内存储微下地址CM2内存储(CI3～CI0,SCC3～0)CM3内存储(0/MIOREQ/WE,0I2～I0)CM4内存储(SAI8～I6,SBI5～I3)CM5内存储(B口,A口)CM6内存储(0SST,SSHSCI)CM7内存储(0DC2,0DC1)（2）、指令ADTWDR对应的微程序为：第2页00E0433800110030304338001100指令ADRMDR,[SR]对应的微程序为：00E0449000003000E0430800000030301638000000①微下地址：30(表示返回公操作)②(CI3～CI0,SCC3～0)：CI3~0是提供给Am2910芯片的命令码,编码为0011时，其功能为条件微指令转移，为1110时，其功能为顺序执行。SCC3~0用于指出形成Am2910使用的/CC信号所依据的判断条件,编码为0000时表示功能为必转移，具体情况如图：③(0/MIOREQ/WE,0I2～I0)：/MIO（0：有内存或串口读写，1：无）REQ（0：读写内存，1：读写串行口）/WE（0：写操作，1：读操作）④(SAI8～I6,SBI5～I3)：SA、SB用于指明运算器A口、B口的地址信号是由微指令中的A3~A0、B3~B0字段给出，还是由当前指令的操作数地址字段SR、DR给出,I8~6为结果处理方案的控制信号,I5~3为运算功能选择控制信号,当SA=SB=0时是由微指令的A、B口给出，当SA=SB=1时是由IR的SR、DR字段给出；I8~6编码为011表示运算结果送B寄存器并把结果输出；I5~3编码为111表示运算功能为/(R⊕S)，当其编码为000表示运算功能为S+R。⑤(B口,A口)：表示不使用A、B口传输数据。⑥(0SST,SSHSSI)：其中第一位0无意义，001代表CZVS为C(Cy)Z(ZR)V(OV)S(F15)。后面0000前两个00为SSH代表左移位为(0X)，后两个00为SCI代表右移位(0X)。⑦(0DC2,0DC1)：DC2为控制指定寄存器接收信息的控制信号,DC2编码为0000表示无操作；DC1为内部总线的信息来源的控制信号,DC1编码为0000表示送开关内容到内部总线。第3页具体意义可查下表I8～I0各位意义可由下图查得:3、MAPROM、CM1～CM7八块芯片内容的写入过程（1）、将教学机的左下方的5个拨动开关置为00101(连续、内存读指令、组合逻辑、16位、联机)，将要对其编程的芯片28C64插到试验台上扩展存储器芯片的位置，一次一片，用E命令将控制信号健入。将芯片插入高位插座，输入时信号编码为高八位，低八位补零。将扩展芯片的内存单元地址置为4000~5FFFF，写入的值要加上4000。（2）、8个芯片内容的写入具体操作过程如下：①MAPROM:用E命令将微程序入口地址装入MAPROM中：在4022内存单元输入8000：E40228000第4页在40A1内存单元输入8100：E40A18100在40E3内存单元输入8300：E40A18300在40E9内存单元输入8600：E40A18600②CM1：取下MAPROM芯片，将CM1芯片放入SUPERPRO程序编程器的空插座上,然后打开电源。在4080内存单元输入3000：E40803000在4081内存单元输入0000：E40810000在4082内存单元输入3000：E40823000在4083内存单元输入0000：E40830000在4084内存单元输入0000：E40840000在4085内存单元输入3000：E40853000在4086内存单元输入0000：E40860000在4087内存单元输入0000：E4087O000在4088内存单元输入0000：E4088O000在4089内存单元输入3000：E40893000CM2：取下CM1芯片,将CM2放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080内存单元输入3000：E40803000在4081内存单元输入E000：E4081E000在4082内存单元输入3000：E40823000在4083内存单元输入E000：E4083E000在4084内存单元输入E000：E4084E000在4085内存单元输入3000：E40853000在4086内存单元输入E000：E4086E000在4087内存单元输入E000：E4087E000在4088内存单元输入E000：E4088E000在4089内存单元输入3000：E40893000CM3：取下CM2芯片,将CM3放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080内存单元输入4100：E40804100在4081内存单元输入4300：E40814300在4082内存单元输入4300：E40824300在4083内存单元输入4400：E40834400在4084内存单元输入4300：E40844300在4085内存单元输入1600：E40851600在4086内存单元输入4300：E40864300在4087内存单元输入4400：E40874400在4088内存单元输入1700：E40881700在4089内存单元输入0200：E40890200CM4：取下CM3芯片,将CM4放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080内存单元输入BF00：E4080BF00在4081内存单元输入3800：E40813800第5页在4082内存单元输入3800：E40823800在4083内存单元输入9000：E40839000在4084内存单元输入0800：E40840800在4085内存单元输入3800：E40853800在4086内存单元输入0800：E40860800在4087内存单元输入9000：E40879000在4088内存单元输入3800：E40883800在4089内存单元输入1000：E40891000CM5：取下CM4芯片,将CM5放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080内存单元输入0000：E40800000在4081内存单元输入0000：E40810000在4082内存单元输入0000：E40820000在4083内存单元输入0000：E40830000在4084内存单元输入0000：E40840000在4085内存单元输入0000：E40850000在4086内存单元输入0000：E40860000在4087内存单元输入0000：E4087O000在4088内存单元输入0000：E4088O000在4089内存单元输入0000：E40890000CM6：取下CM5芯片,将CM6放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080内存单元输入1000：E40801000在4081内存单元输入1100：E40811100在4082内存单元输入1000：E40821100在4083内存单元输入0000：E40830000在4084内存单元输入0000：E40840000在4085内存单元输入0000：E40850000在4086内存单元输入0000：E40860000在4087内存单元输入0000：E4087O000在4088内存单元输入0000：E4088O000在4089内存单元输入0000：E40890000CM7：取下CM6芯片,将CM7放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080内存单元输入0000：E40800000在4081内存单元输入0000：E40810000在4082内存单元输入0000：E40820000在4083内存单元输入3000：E40833000在4084内存单元输入0000：E40840000在4085内存单元输入0000：E40850000在4086内存单元输入0000：E40860000在4087内存单元输入3000：E40873000在4088内存单元输入0000：E4088O000第6页在4089内存单元输入0100：E408901004、对扩展的机器指令进行验证编写一个验证程序，运行结果说明A2000MVRDR9,1234MVRDR2,1111MVRDR3,2050STRR[R3],R9E20070000:A190(ADTWR9)A1为ADTW指令编码，90代表只使用R9E20080000:E323(ADRMDR,[SR])E3为ADRM指令编码，23分别代表R2，[R3]五、编程验证及结果分析因为ADTW和ADRM微命令已写入MAPROM、CM1～CM7八块芯片中，因此在后面的操作中只需要指定他们的编码和指令用到的寄存器号，跳转程序对应微址执行即可。执行G2000显示结果为：(R2)=2345(R3)=2050(R9)=1236指令测试完成，结果与实际相符，说明指令扩展成功教师评价评定项目ABCD评定项目ABCD基本部件原理清楚操作熟练微指令设计合理解析完整微程序功能正确文字流畅验证程序运行正确报告规范其他：评价教师签名：年月日