计算机组成原理课设论文(2)

2019-02-17 10:52

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2.4编写汇编源程序

我们要实现的功能是对连续输入的5个数据并存储到RAM的连续的存储单元中,然后再从RAM中将这5个数据依次读取出来并作判断是否为数,将5个数中所有的负数其求平方和,并对其结果进行显示等功能,从而得到一个简单的复杂指令模型机所实现的功能和结果 //根据要求编写如下汇编源程序: MOV R0,00H ;数据存放在RAM中的地址 MOV R1,4H ;计数 从4H(4)开始,到-1时结束 L1: INT R2 ;输入一个数到R2 STO R2,(R0) ;将输入的数存放到RAM的(R0)地址 INC R0 ;RAM地址指针+1 DEC R1 ;计数-1 TEST R1 ;测试计数是否到达5次,(R1)是否为负数 JNS L1 ;根据SF符号标志的判断,若不为负数,则跳转 MOV R0 00H ;当5个数输入存储完成后,重新初始化RAM指针 MOV R1 4H ;重置计数

L2: LAD (R0) R2 ;将(R0)地址的数取出送到R2中 TEST R2 ;测试取出的数是否为负数 JNS L3 ;若不为负数,则跳转到L3 MUL R2,R2 ;若为负数,则求平方 ADD R2,R3 ;再求平方和,把结果送到R3 L3: INC R0 ;RAM地址+1 DEC R1 ;计数-1+ TST R1 ;测试计数是否到达5次,(R1)是否为负数 JNS L2 ;为正数,计数还不到5次,则跳转到L2 OUT R3 ;计数到达5次,则将最后结果输出

2.5 最终机器码为:

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地址 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 助记符(汇编) MOV R0,00H MOV R1,4H L1:INT R2 STO R2,(R0) INC R0 DEC R1 TEST R1 JNS L1 MOV R0,00H MOV R1,4H L2:LAD(R0),R2 TEST R2 JNS L3 MUL R2,R2 ADD R2,R3 L3:INC R0 DEC R1 TEST R1 JNS L2 OUT R3 机器代码 作用 0001000000000000 数据存放在RAM中的地址00H开始 0001000100000100 计数 从4H(4)开始,到-1时结束 0010001000000000 输入一个数到R2 0011100000000000 将输入的数存放到RAM的(R0)地址 0100000000000000 RAM地址指针+1 0101000100000000 计数-1 0110000100000000 测试计数是否到达5次,(R1)是否为负数,锁存SF 0111000000000010 根据SF符号标志的判断,若不为负数,则跳转 0001000000000000 当5个数输入存储完成后,重新初始化RAM指针 0001000100000100 重置计数 1000001000000000 将(R0)地址的数取出送到R2中 0110001000000000 测试取出的数是否为负数,锁存SF 0111000000001111 若不为负数,则跳转到L3 1001101000000000 若为负数,则求平方 1010101100000000 再求平方和,把结果送到R3 0100000000000000 RAM地址+1 0101000100000000 计数-1+ (R1)是否为负数,锁存SF 0110000100000000 测试计数是否到达5次,0111000000001010 为正数,计数还不到5次,则跳转到L2 1011110000000000 计数到达5次,则将最后结果输出 三.时序产生器

T1、T2、T3、T4与CLR、Q之间的关系图如下:

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四.微程序控制器的设计

微程序控制器的设计过程包括:

(1)根据微处理器结构图、指令格式和功能设计所有机器指令的微程序流程图,并确定每

条微指令的微地址和后继微地址; (2)设计微指令格式和微指令代码表; (3)设计地址转移逻辑电路;

(4)设计微程序控制器中的其它逻辑单元电路,包括微地址寄存器、微命令寄存器和控制 存储器;

(5)设计微程序控制器的顶层电路(由多个模块组成)。

4.1设计微指令流程图

根据微处理器结构图、指令格式和功能设计所有机器指令的微程序流程图,并确定每条微指令的微地址和后继微地址;

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00 PC->ABUS( I ) , RD ROM IBUS->IR ,PC +1 P(1 ) MOV INT STO INC DEC TEST JNS LAD MUL ADD OUT 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B ROM->BUS SW->Rd Rd->AR Rd-->Y Rs->X IR(A) Rs->X Rs->AR Rd-->Y 测试Rd BUS->PC Y+1->Rd Rd->Y -->Rd Rd->Y Y+1->Rd 的最高 锁存SF,X+Y ->Rd X*Y->Rd 锁存SF,位,锁存ZF 0E ZF ZF 到 SF 中 0C 锁存 SF , 锁 , SF 00 00 00 Rs->DB RD RAM ZF 00 00 P(2) DBUS->Rd US WE 00 00 00 00 SF=1 SF=0 00 10 00 IR(A) -->Rd 00

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4.2 设计微指令格式和微指令代码表

指令流程图设计完成后,开始设计微指令格式和微指令代码表,按照要求,CISC模型机系统使用的微指令采用全水平型微指令,字长为26位,其中微命令字段为18位,P字段为2位,后继微地址为6位,其格式如下:

按照此格式并根据设计的指令流程图,可以得到:

由微指令格式和微程序流程图编写的微指令代码表如下所示,在微指令的代码表中微命令字段从左边到右代表的微命令信号依次为:LOAD、LDPC、LDAR、LDIR、LDRi、LDPSW、RS_B、S2、S1、S0、ALU_B、SW_B、LED_B、RD_B、CS_B、RAM_B、CS_I、ADDR_B。

CLR LOAD LDPC 0 1 1 1 X 0 1 1 X 0 功能 将PC清0 BUS->PC 不装入,不计数 PC+1 S2 0 0 0 1 1 1 S1 0 1 1 1 0 1 S0 0 0 1 1 0 0 功能 X+Y,修改ZF,SF Y+1,修改ZF,SF Y-1,修改ZF,SF X*Y,修改ZF,SF 0&Y,修改ZF,SF ->Y


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