广工计组实验报告

计算机组成原理实验报告计算机组成原理１１计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理实验学院专业班级学号学生姓名指导教师2016年月日计算机组成原理实验报告计算机组成原理２２学院计算机学院学号：姓名教师评定实验题目基础汇编语言程序设计实验实验一：基础汇编语言程序设计实验1实验目的学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。2实验设备及器材工作良好的PC机;TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态，通过简单的汇编指令查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。计算机组成原理实验报告计算机组成原理３３实验箱正如一集成的开发板，而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习，过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识，还需要结合数字逻辑中所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理，通过串口通讯，实现程序的烧录，实验箱与PC端的通讯。4实验内容1)学习联机使用TEC－XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC；2)学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件；3)使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储内容、E命令修改存储内容；4)使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编输入的程序，用G命令连续运行该程序，用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。5实验步骤1)准备一台串口工作良好的PC机器;2)将TEC-XP+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;3)将黑色的电源线一段接220V交流电源,另一端插在TEC-XP+实验箱的电源插座里;4)取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在TEC-XP+实验箱上的串口COM1或COM2上,另一端接到PC机的串口上;5)将TEC-XP+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位、MACH),6)控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示1,拨向下方表示0,X表示任意,其他实验相同;7)打开电源,船型开关盒5V电源指示灯亮;8)在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据连接的PC机的串口设置所用PC机的串口为1或2,其他的设置一般不用改动,直接回车即可;（8）按一下RESET按键,再按一下START按键。计算机组成原理实验报告计算机组成原理４４6、思考题【例1】设计一个小程序，用次数控制在终端屏幕上输出’0’到’9’十个数字符代码输入：A20202020MVRDR2，000A；送入输出字符个数MVRDR0，0030；“0”字符的ASCII码送寄存器R0OUT80；输出保存在R0低位字节的字符DECR2；输出字符个数减1JRZ202E；判10个字符输出完否，已完，则转到程序结束处PUSHR0；未完，保存肋的值到堆栈中2028IN81；查询接口状态，判字符串行输出完成否，SHRR0JRNC2028；未完成，则循环等待POPR0；已完成，准备输出下一字符并从堆栈恢复R0的值INCR0；得到下一个要输出的字符JR2024；转去输出字符202ERET该程序的执行码放在2020起始的连续内存区中。若送入源码的过程中有错，系统会进行提示，等待重新打入正确汇编语句。在输入过程中，在应打入语句的位置直接打回车则结束输入过程。结果显示：计算机组成原理实验报告计算机组成原理５５思考题：若把IN81，SHRR0，JRNC2028三个语句换成4个MVRRR0，R0语句，该程序执行过程会出现什么现象？试分析并实际执行一次。答：该程序改变这三条语句后，若用T命令单条执行，会依次显示0~9十个数字。若用G命令运行程序，程序执行速度快，端口输出速度慢，这样就会跳跃输出。7实验思考与心得遇到的问题：一直进入不了联机失败解决：实验室的很多实验设备都是比较久的，很多都已经坏了，所以我们做实验前一点要先检查实验设备是否能用、心得：这次实验不难，主要是让我们能够快速入门，让我们掌握比较基本的各个命令，非常合适入门。但是因为之前没学过汇编语言，所以很多汇编的基本指令都是第一次看到，所以很不熟练。所以接下来要去熟悉汇编常用的基本指令，希望下次实验的时候就不要只是跟着实验指导书敲指令而已。要真正知道每条指令的含义以及为什么要这样子用总而言之，这次实验虽说简单，但是让我们快速入门，显然只是跟这实验指导书敲指令是学不到东西的，还需要我们在课后继续去深入学习，深入了解，才能让自己真正掌握其中的内容。计算机组成原理实验报告计算机组成原理６６学院计算机学院学号：姓名教师评定实验题目脱机运算器实验实验二：脱机运算器实验1实验目的深入了解AM2901运算器的功能与具体用法；深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。2实验设备与器材TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理本次实验脱离PC端，主要通过实验箱进行。因此这个实验更像数据逻辑的电路实验。脱机运算器实验，是指让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时，它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就谈不上执行指令，只能通过开关、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。计算机组成原理实验报告计算机组成原理７７4实验内容在脱机方式下，对于给定指令分析其执行过程中运算的步骤，通过对AM2901运算器反需控制信号的设置，使之完成运算，并核对运算结果。5实验步骤/表格填写在脱机方式下，通过设置SW1、SW2、SW3各微码字段和数据开关，可实现多种运算，以实现AAAAH－R1为例说明操作过程。1)按照下表中的微码和数据开关，对运算器进行设置。操作步骤如下：微动开关数据开关I8-I6I5-I3I2-I0SSTSSHSCiBAD15-D001100011101100000001不用AAAAHa)将教学机左下方的6个拨动开关置为1XX000（单步、16位、脱机、CACH）；先按一下RESTET按键，再按一下START按键，进行初始化。b)通过16个数据开关设置立即数AAAAH。c)通过SW1、SW2、SW3设置各微码。2)按一次START键，立即数XXXXH置入R1，通过显示灯察看按START键后的输出。若要进行其它操作：a)重新设置SW1、SW2、SW3、数据开关，通过显示灯观察输出。b)然后按START键执行操作，通过显示灯观察按下START键后的输出，检查运算结果是否正确。3)完成下表的各种运算，记录按START键前和按START键后的ALU输出及标志位C、Z、V、S的值。计算机组成原理实验报告计算机组成原理８８运算I8—I0SSTSSHSCiBA压STEP前压STEP后ALU输出CZVSALU输出CZVSD1+0—＞R001100011100100000000不用01h随机01h0000D2+0—＞R101100011100100000001不用10h000010h0000R0+R1—＞R001100000100l00000000000111h000021h0000R0-R1—＞R0011001001001000l0000000101t10000F1h1000R1-R0—＞R1011001001001000l000l00000Fh10000Eh1000R0∨Rl—＞R00110110010010000000100000FH10000EH1000R0∧R1—＞R001110000100100000000000101H100001H1000R0∨2Rl—＞R00111100010010000000000010EH100001H1000¬(R0∨R1)—＞R001111100100100000000000lFEH10000EH10012*R0—＞R011101001100100000000不用FEH100lFCH0001R0／2—＞010100001100100000000不用FCH00017EH00016实验思考与心得遇到的问题：一直显示不出正确的结果解决：这个实验要在脱机下完成的，所以六个控制机械工作的方式开关应该置于“1XX000”这次实验虽说也不难，但是要非常小心才行，只要一步弄错了，就要重新才来，所以这个实验非常考验耐心和细心。并且那些开关非常小，并且挨得很紧，所以一步小心就很弄错，所以我们做这实验时要非常熟悉各个开关在那里以及代表什么意思。计算机组成原理实验报告计算机组成原理９９学院计算机学院学号：姓名教师评定实验题目存储器部件教学实验实验三：存储器部件教学实验1实验目的熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系。了解如何通过读、写存储顺的指令实现对58C65ROM芯片的读、写操作。加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。2实验设备与器材TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。计算机组成原理实验报告计算机组成原理１０１０3实验说明和原理内存储器原理：内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区和随读写存储区两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容易8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量的教学实验。地址总线的低13位送到ROM芯片的地址线引脚，用于选择芯片内的一个存储字。用于实现存储字的高位字节的3个芯片的数据线引脚、实现低位字节的3个芯片的数据线引脚分别连接在一起接到数据总线的高、低位字节，是实现存储器数据读写的信息通路。数据总线要通过一个双向三态门电路与CPU一侧的内部总线IB相连接，已完成存储器、接口电路和CPU之间的数据通讯。4实验内容1)要完成存储器容量扩展的教学实验，需为扩展存储器选择一个地址，并注意读写和OE等控制信号的正确状态。2)用监控程序的D、E命令对存储器进行读写操作，比较RAM（3116）、EEPROM（28系列芯片）、EPROM（27系列芯片）在读写上的异同。3)用监控程序的A命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确。4)用监控程序的A命令编写一段程序，对扩展存储器EEPRM（28系列芯片）进行读写，用D命令查看结果是否正确；如不正确，分析原因，改写程序，重新运行。计算机组成原理实验报告计算机组成原理１１１１5实验步骤与截图1)检查FPGA下方的标有“/CE”的四组插针均是左边两个短接；2)检查RAM（6116）上方的标有“/WE”的插针应是左边两个短接；3)RAM（6116）支持即时读写，可直接用A、E命令向扩展的存储器输入程序或改变内存单元的值。4)将扩展的ROM芯片插入标有“EXTROMH”和“EXTROML”的自锁紧插座，要注意芯片插入的方向，带有半圆形缺口的一方朝左插入。如果芯片插入方向不对，会导致芯片烧毁，然后锁紧插座。5)将扩展芯片下方的插针按下列方式短接：将标有“/MWR”和“RD”的三个插针左面两个短接，将标有“/MWR”“/OE”“GND”的三个插针左边两个短接。6)将扩展芯片上方标有EXTROMH和EXTROML的“/CS”信号用自锁紧线短接，然后短接到MEMDC138芯片的上方的标有“4000－5fff”地址单元。注意：标有/CS的圆孔针与标有MEM/CS的一排圆