武汉理工大学计算机组成原理课程设计

武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计

根据以上设计要求，相关的数据通路图见图2。

AR

ALU

MEM

A B PC

OUT

IR

R0

控制器 控制信号

图2 数据通路图

译码

IN

4．微程序流程图

系统涉及到的微程序流程图，详见图4。当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P<1>测试。指令译码原理见图3所示，由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P<1>的测试结果出现多路分支。本机使用指令寄存器的高6位（IR7—IR2）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址，微程序流程图上的单元地址均为16进制编码的地址。

图3 指令译码原理图

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图4 简单模型机微程序流程图

5．微指令二进制微代码表

当全部微程序设计完毕，应将每条微指令代码化，见表3。

表3 二进制微代码表

地址 00Q 01Q 03Q 04Q 05Q 1DQ 30Q 32Q 33Q 35Q 3CQ 十六进制 00 00 01 00 6D 43 10 70 70 00 24 05 04 B2 01 10 51 41 00 14 04 18 30 01 28 04 01 00 00 35 00 6D 5D 高五位 S3S2S1S0 00000 00000 00010 00000 00000 00010 00000 00011 00101 00000 00000 0000 0000 0000 0000 1001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 A字段 000 110 111 010 011 101 001 011 000 000 110 6

B字段 000 110 000 010 001 000 010 000 010 000 110 C字段 MA5～MA0 000 101 001 000 000 101 000 000 000 000 101 000001 000011 110000 000101 000001 000001 000100 000001 000001 110101 011101 武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计

6．机器指令程序

设计一段机器指令程序：从IN单元读入自己的学号，存放于R0，将R0和R0相加，结果存于R0，再将R0的值送到OUT单元显示。机器指令程序可参见表1，其中的地址和内容均为二进制。

3.2 实验步骤

3.2.1 接线

按图5进行接线：

图5 实验接线图

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3.2.2 写入实验程序并校验

写入实验程序，并进行校验，可用手动或联机写入。 1．手动写入或校验 （1）手动写入微程序

①将开关KK1置为“停止”，KK3置“编程”，KK4置“控存”，KK5置为“置数”挡；

②使用CON单元的SD5～SD0给出微地址，IN单元给出低8位应写入的数据，连续两次按动开关ST，将IN单元的数据写到该单元的低8位；

③开关KK5置为“加1”挡；

④IN单元给出中8位应写入的数据，连续两次按动开关ST，将IN单元的数据写到该单元的中8位；IN单元给出高8位应写入的数据，连续两次按动开关ST，将IN单元的数据写到该单元的高8位；

⑤重复①、②、③、④四步，将表3的微代码写入EPROM2816芯片。 （2）手动校验微程序

①将KK1置为“停止”，KK3置为“校验”，KK4置为“控存”，KK5置为“置数” ②使用CON单元的SD05～SD00给出微地址，连续两次按动开关ST，MC单元的数据指示灯M7～M0显示该单元的低8位；

③将开关KK5置为“加1”挡；

④连续两次按动开关ST，MC单元的数据指示灯M15～M8显示该单元的中8位；MC单元的数据指示灯M23～M16显示该单元的高8位；

⑤重复①、②、③、④四步，完成对微代码的校验。 （3）手动写入机器指令程序

①将KK1置为“停止”，KK3置为“编程”，KK4置为“主存”，KK5置为“置数” ②使用CON单元的SD05～SD00给出地址，IN单元给出该单元应写入的数据，连续两次按动开关ST，将IN单元的数据写到该存储器单元；

③开关KK5置为“加1”挡；

④IN单元给出下一个地址（地址自动加1）应写入的数据，连续两次按动开关ST，将IN单元的数据写到该存储器单元中；然后地址会又加1，只需在IN单元输入后续地址（地址自动加1）应写入的数据，连续两次按动开关ST，即可完成对该单元的写入。

⑤亦可①、②两步，将所有机器指令写入主存芯片中。

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