硬件课设报告微指令.docx
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硬件课设报告微指令.docx
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硬件课设报告微指令
硬件课设报告微指令
计算机硬件课程设计报告
院 系:
计算机院
专 业:
学 号:
姓 名:
指导教师:
南京理工大学
一、设计目的
通过本次硬件课程,设计一个使用微程序的模拟计算器,更加深入的了解各部件和总线之间的连接方式,认识计算机的组成结构,工作原理以及运行方式。
(1)通过一个微机应用实例建立微机系统的整体概念;
(2)学习掌握微机系统的硬、软件的工作原理以及二者间的配合关系和方法;
(3)掌握汇编语言应用程序的设计和调试方法。
(4)掌握微指令格式以及如何设计微指令。
二、所用设备
TDN-CM++实验教学系统一台,PC微机一台。
三、设计思想
运用汇编语言,根据微指令的格式以及微指令的功能,对微指令的每一位都需要准确对应。
一共是24位,最后把24位转换位8421BCD码表示微指令码。
然后根据微指令流程图填写下一位地址,使程序能够按照规定的流程进行下去。
最后通过实验机进行调试,如果CPU走势图正确,说明微指令程序设计完成。
如图:
(cpu硬件)
四、指令系统格式
五、微操作流程图
六、生成指令及对应微程序列表
地址
微操作
24
23
22
21
20
19
18
17
16
151413
121110
987
6
5
4
3
2
1
16进制
S3
S2
S1
S0
M
Cn
WE
A9
A8
A
B
C
ua5
ua4
ua3
ua2
ua1
ua0
00
复位,p(4)
0
0
0
0
0
0
0
1
1
000
000
100
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1
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0
018108
01
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1
110
110
110
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1
0
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02
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(1)
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1
100
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001
0
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0
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IN
10
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0
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0
0
0
011
000
000
0
0
0
0
0
1
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ADD
11
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0
0
0
0
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1
1
110
110
110
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1
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0
01ED84
04
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0
0
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0
0
0
1
110
000
000
0
0
0
1
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1
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05
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0
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0
0
0
0
0
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1
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000
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1
1
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06
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0
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1
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010
001
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1
1
1
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07
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1
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1
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1
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1
1
001
101
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1
959A01
STA
12
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110
110
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1
01ED89
09
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1
110
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000
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1
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08
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1
0
1
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001
000
0
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0
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1
028201
OUT
13
PC->AR,PC+1
0
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0
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0
0
1
1
110
110
110
1
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01EDA0
20
RAM->AR
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0
0
0
0
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1
110
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000
1
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1
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21
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1
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101
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1
070A01
DEC
17
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0
0
0
0
0
010
010
000
1
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1
1
1
002427
27
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1
1
1
1
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1
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1
1
001
101
000
0
0
0
0
0
1
F59A01
MOV
15
DS->RD
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0
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0
0
0
0
1
1
001
001
000
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0
0
0
1
019201
AND
18
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0
0
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0
0
0
1
1
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001
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29
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30
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1
1
1
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0
1
1
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101
000
0
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0
0
1
B99A01
SUB
14
PC->AR,PC+1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
110
110
110
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0
0
1
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01EDA2
22
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0
0
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0
0
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1
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000
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0
1
1
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23
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1
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24
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101
000
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0
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1
659A01
INC
16
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0
0
0
0
0
0
0
1
1
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010
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1
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1
01A425
25
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0
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0
0
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0
1
1
001
101
000
0
0
0
0
0
1
019A01
七、验证程序
1.IN指令:
$P0000
$M00018108
$M0101ED82
$M0200C050
$M10001001
2.ADD指令:
$P0010
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M1101ED84
$M0400E005
$M0500B006
$M0601A207
$M07959A01
3.STA指令:
$P0020
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M1201ED89
$M0900E008
$M08028201
4.OUT指令:
$P0030
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M1301EDA0
$M2000E021
$M21070A01
5.SUB指令:
$P0040
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M1401EDA2
$M2200E023
$M2300B024
$M2401A226
$M26659A01
6.MOV指令:
$P0050
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M15019201
7.INC指令:
$P0060
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M1601A425
$M25019A01
8.DEC指令:
$P0070
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M17002427
$M27F59A01
9.AND指令:
$P0080
$M00018108
$M0101ed82
$M0200C050
$M1801A229
$M2901B430
$M30B99A01
八、设计总结
在学期的末尾,各个学科陆续结课之时,我们迎来了帅辉明老师的硬件课程设计。
本次硬件课程,我们要设计一个使用微程序的模拟计算器,更加深入的了解各部件和总线之间的连接方式,认识计算机的组成结构,工作原理以及运行方式。
老师在课的一开始,先给我们介绍了微程序是什么,以及组成微程序的微指令。
经过一番讲解,我了解了微程序是CPU的“大脑”,也就是电脑的“大脑的大脑”。
进入硬件连线的阶段,我负责看图上的线告诉队友怎么连接。
我开始以为这是一个很简单的任务,无非是对照着图解一根一根连,但连了几根发现连线也是很繁琐的。
情况不同,线的种类也不同,连接时还要一一对应连接,否则就会出问题。
还需要统筹规划,一部分一部分的连线,不然连到最后都不知道什么线连了,什么线没连。
经过小组的齐心协力,终于将线先连完了,然后就进入测试阶段。
打开电脑上的CMPP,按照老师的教学,进入了测试界面。
第一次测试显示了PC错误,于是我们按照程序上的指示去排查线的连接,可是一直找不到问题所在。
正当一筹莫展指示,有人提议按照原图,逐个排查。
于是我们对着原图,一个一个的查错,终于功夫不负有心人,找到了连接错误的那根线,原因是没有对应连接。
改错后,我们再次测试,幸运的是,这次测试一次就通过了。
于是,我们小组的硬件连线阶段完美收官。
第二天,我们开始学习微指令格式以及如何设计微指令。
微指令是指在微程序控制的计算机中,同时发出的控制信号所执行的一组微操作。
微指令是由同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成的。
将一条指令分成若干条微指令,按次序执行就可以实现指令的功能。
若干条微指令可以构成一个微程序,而一个微程序就对应了一条机器指令。
每一个微操作对应一个微指令,字段分为S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCuA5uA4uA3uA2uA1uA0。
我们从微操作流程图中提取各个微程序的微操作,再根据微指令格式表格查找写出对应微指令,化为16进制,加上微指令特有的格式$P0000,$M,在电脑的CMPP中将微指令装载到微程序中。
经过一番努力,我们把所要求
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- 硬件 报告 指令