计算机组成原理实验 - 图文(6)

2019-04-14 20:18

(2)控制台操作(同实验七) (3)微程序流程图及微码

以上九条指令的微程序流程图分别如图8-3所示,其微码如表8—1。

图8-3 移位模型机微程序流程图

表8-1 实验八微码表

微地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 11H 12H 13H 14H 15H 16H 17H 18H 19H 1AH 1BH 1CH 1DH -26-

微代码 01C008 DC4002 610003 00C010 210005 C54120 C10007 410011 000001 DC400C C40E0F 000001 21000D C40E0E 058109 22001C 300012 87E501 C10014 820001 C10016 118001 080819 DC4004 880101 080A1B 880101 DC401D 04BE0A BTO 000 110 011 000 001 110 110 010 000 110 110 000 001 110 000 001 001 100 110 100 110 000 000 110 100 000 100 110 000 OTB 000 111 000 000 000 001 000 000 000 111 001 000 000 001 001 000 100 001 000 000 000 100 010 111 010 010 010 111 001 FUNC 011 000 010 001 010 010 010 010 110 000 000 000 010 000 011 100 000 111 010 100 010 011 000 000 000 000 000 000 001 FS 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 S3S2S1S0MCi 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 N 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 下址 0001000 0000010 0000011 0010000 0000101 0100000 0000111 0010001 0000001 0001100 0001111 0000001 0001101 0001110 0001001 0011100 0010010 0000001 0010100 0000001 0010110 0000001 0011001 0000100 0000001 0000001 0000001 0011101 0001010 微指令注释 J (3) PC->AR,PC+1 RAM->IR J (1) RAM->DA1 DA1->AR,J (2) RAM->AR RAM->DA2 NULL PC->AR,PC+1 0->AR NULL RAM->DA1 0->AR DA1->OUT IN->DA1 DR->DA1 DA1+DA2->DR MAR->AR IN->DR MAR->AR DR->LED 循环右移 PC->AR,PC+1 299->DR 带进位循环右移 299->DR PC->AR,PC+1 DA1->RAM 1EH 1FH 20H 21H 22H 23H 30H 31H 32H 33H 34H 35H 36H 08041F 880101 108001 E44101 080623 880001 DC4006 DC4013 DC4015 100C17 100C1A 100C1E 100C22 000 100 000 111 000 100 110 110 110 000 000 000 000 010 010 100 001 010 010 111 111 111 100 100 100 100 000 000 001 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0011111 0000001 0000001 0000001 0100011 0000001 0000110 0010011 0010101 0010111 0011010 0011110 0100010 循环左移 299->DR DR->RAM DA1->PC,PC+1=1 带进位循环左移 299->DR PC->AR,PC+1 PC->AR,PC+1 PC->AR,PC+1 DR->299 DR->299 DR->299 DR->299 4.实验操作过程

(1)连接实验线路:按图8-2连接线路,仔细检查连线无误后,接通电源。 (2)装入微程序并校验:参见实验六微码的装入与执行。 (3)测试程序的装入与校验:参见实验七 表8-2 所示的是该实验的测试程序。

-27-

表8-2 测试程序

地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 10H 内容 11000100B 000000000B 11000000B 00001111B 11011000B 11000100B 00000000B 11010000B 11010100B 10000000B 00010000B 11001000B 00000000B 10000100B 00000000B 01000011B 助记符 ;IN R0,[PORTAR] ;端口地址00H ;ADD R0,[0FH] ;直接地址0FH ;RLC R0 ;IN R0,[PORTAR] ;端口地址00H ;RRC R0 ;RL R0 ;STA[10H],R0 ;直接地址10H ;OUT[PORTAR],R0 ;端口地址00H ;JMP 00H ;直接地址00H ;累加的数据 ;结果 备注 输入设备开关数据→R0 (R0)+[0FH] →R0 R0带进位循环左移一位→R0 INPUT开关数据→R0 R0带进位循环右移一位→R0 R0循环左移一位→R0 (R0)→[10H] (R0)→LED 00H→PC 自定 检查的结果 (4)运行程序:参见实验七 (5)检查结果。

在PC机上通过联机方式可对实验仪进行单步微指令执行、单步指令执行、连续指令执行及断点运行,通过PC机上显示的界面可观察当前微指令的数据流向、控制信号和各个单元的状态。还可以通过时序窗观察信号、数据的时序波形。通过这些手段可判断出实验是否正确连线,程序和微程序是否正确运行等内容。

通过观察实验仪上发光二极管显示,检查结果是否与期望值相同,若不同,则先观察单步执行过程是否有误,有误则检查开关状态是否正确,无误再核对指令码和微码的编写是否正确,纠正错误后从第二步开始实验,直至得到正确实验结果。

5.实验要求

(1)通过联机方式装入、测试的程序。 (2)编写并装入微程序代码。

(3)分单步执行程序,实现各种移位功能,检查结果是否正确,如果不正确,查找原因并解决问题。

(4)思考:如何设计实现双字节的联合移位?

-28-

实验9 具有中断功能的模型机设计与实现

1.实验目的

综合应用所学计算机组成有原理基本知识,设计并实现具有中断功能的计算机。

2.实验设备

YY-Z02计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。

3.实验原理

本实验是在实现实验七和实验八的模型机设计的基础上,增加中断控制电路和中断向量输入电路,实现响应中断请求并转中断子程序及返回等功能。系统包含中断向量输入开关、中断向量输入缓冲器及D触发器。外部中断请就信号INT-EX由KK单脉冲产生作为D触发器的触发脉冲,产生内部中断请求信号INT。每当一条指令执行结束时都判断INT是否有效,若无效则继续下一条指令的执行,若有效则由微控制器产生INT?R中断响应信号,该信号一方面将中断向量开关从缓冲器读到总线并置入PC,使其转入中断程序执行,另一方面将两个D触发器清零,使其无法响应外部中断请求。只有在微控器产生INT?E信号时才使两个D触发器能够响应外部中断请求。

该实验连线将INS UNIT 的寄存器译码电路输入输出信号均加以连接,这样可以使用所有寄存器,其中SP为R3寄存器,其余原理同前面两个实验,原理图如图9-1所示。

图9-1 具有中断功能模型机的原理图

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图9-2 具有中断功能模型机的实验接线图 (1)指令系统

在本实验中,定义了十条机器指令,格式和功能如下: ① ADD DR,SR

格式: I7I6I5I4 I3I2 I1I0 0000 SR DR 功能: (SR)+(DR)→DR:不带进位但是影响进位(FC)和零位(FZ)。 ② HIT

格式: I7I6I5I4 I3I2 I1I0 0001 ×× ×× 功能: 停机,只有有中断时才会跳出,执行完成中断程序后继续执行下一条指令。 ③ JMP ADDR

格式: I7I6 I5I4 I3I2 I1I0 10 00 00 ×× ADDR 功能:ADDR→PC;结果不影响标志;直接寻址,直接地址ADDR在指令第二字节。

-30-


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