計(jì)算機(jī)硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告--基于微程序的復(fù)雜模型機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　—— 基于微程序的復(fù)雜模型機(jī)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一系列硬件課程的學(xué)習(xí)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)后，做一個(gè)綜合的系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，這在硬件方面是一個(gè)提高，進(jìn)一步培養(yǎng)實(shí)踐能力。</p><p&

2、gt;<b>　　二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容</b></p><p>　　搭建一臺(tái)8位模型機(jī)，指令系統(tǒng)要求有10條以上，其中包括運(yùn)算類(lèi)指令、傳送類(lèi)指令、控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令、輸入輸出指令、停機(jī)指令等。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　1.確定設(shè)計(jì)目標(biāo)：確定所設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的功能和用途。</p>&l

3、t;p>　　2.確定指令系統(tǒng)：確定數(shù)據(jù)的表示格式、位數(shù)、指令的編碼、類(lèi)型、需要設(shè)計(jì)哪些指令及使用的尋址方式。</p><p>　　3.確定總體結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)通路：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含確定各部件設(shè)置以及它們之間的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，列出各種信息傳送路徑以及實(shí)現(xiàn)這些傳送所需要的微命令。</p><p>　　4.設(shè)計(jì)指令執(zhí)行流程：數(shù)據(jù)通路確定后，就可以設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)中每條指令的執(zhí)行流程。根據(jù)指令的復(fù)雜程度

4、。每條指令所需要的機(jī)器周期數(shù)。對(duì)于微程序控制的計(jì)算機(jī)，根據(jù)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，需要考慮哪些微操作可以安排在同一個(gè)微指令中。</p><p>　　5.確定微程序地址：根據(jù)后續(xù)微地址的形成方法，確定每條微程序地址及分支轉(zhuǎn)移地址。</p><p>　　6.根據(jù)微指令格式，將微程序流程中的所有微操作進(jìn)行二進(jìn)制代碼化，寫(xiě)入到控制存儲(chǔ)器中的相應(yīng)單元中。</p><p>　　7.組裝、調(diào)試

5、：在總裝調(diào)試前，先按功能模塊進(jìn)行組裝和分調(diào)，因?yàn)橹挥泄δ苣K工作正常后，才能保證整機(jī)的運(yùn)行正確。</p><p><b>　　四、指令系統(tǒng)列表</b></p><p>　　指令系統(tǒng)應(yīng)包括：算術(shù)邏輯運(yùn)算指令、訪(fǎng)存指令、控制轉(zhuǎn)移指令、I/O指令、停機(jī)指令。</p><p><b>　　一般指令格式：</b></p>

6、<p><b>　　模型機(jī)的指令系統(tǒng)：</b></p><p><b>　　微操作流程圖</b></p><p><b>　　R2->LDDR2</b></p><p><b>　　六、實(shí)現(xiàn)程序</b></p><p><b>

7、;　　$P0030</b></p><p><b>　　$P0140</b></p><p><b>　　$P0201</b></p><p><b>　　$P0335</b></p><p><b>　　$P0450</b></p>

8、;<p><b>　　$P0511</b></p><p><b>　　$P0625</b></p><p><b>　　$P0760</b></p><p><b>　　$P0861</b></p><p><b>　　$P095

9、5</b></p><p><b>　　$P0A90</b></p><p><b>　　$P0B90</b></p><p><b>　　$P0C80</b></p><p><b>　　$P0D03</b></p><p

10、><b>　　$P0E70</b></p><p><b>　　$P0F00</b></p><p><b>　　$P1080</b></p><p><b>　　$P1101</b></p><p><b>　　$P1240</b&

11、gt;</p><p><b>　　$P1300</b></p><p><b>　　七、微指令</b></p><p>　　$M00018001</p><p>　　$M0101ED82</p><p>　　$M0200C050</p><p>　　

12、$M1301ED85</p><p>　　$M0500E006</p><p>　　$M06009001</p><p>　　$M10019201</p><p>　　$M1101A203</p><p>　　$M0301B404</p><p>　　$M04959A01</p>

13、<p>　　$M1201ED87</p><p>　　$M0700E008</p><p>　　$M08028201</p><p>　　$M1601A209</p><p>　　$M0901B40A</p><p>　　$M0A699A01</p><p>　　$M1531820B&

14、lt;/p><p>　　$M0B11880C</p><p>　　$M0C019801</p><p>　　$M1401ED8D</p><p>　　$M0D00D181</p><p>　　$M1901ED8E</p><p>　　$M0E009001</p><p>　　

15、$M1701ED8F</p><p>　　$M0F00E020</p><p>　　$M20011001</p><p>　　$M1801EDA1</p><p>　　$M2100E022</p><p>　　$M22030201</p><p><b>　　八、截圖</b>

16、;</p><p><b>　　Read r0</b></p><p><b>　　Mov r0，r1</b></p><p><b>　　Read r1</b></p><p><b>　　Add r0,r1</b></p><p&g

17、t;<b>　　Xor r0,r1</b></p><p><b>　　Rcl r1</b></p><p>　　Mov 90h,r0</p><p><b>　　Out r0</b></p><p><b>　　03H</b></p>&l

18、t;p><b>　　In r0</b></p><p><b>　　00h</b></p><p><b>　　Out r0</b></p><p><b>　　01h</b></p><p><b>　　Jmp 00h</b>

19、</p><p><b>　　九、心得體會(huì)</b></p><p>　　硬件課程設(shè)計(jì)，從開(kāi)始做的時(shí)候一片迷茫，到通過(guò)請(qǐng)教同學(xué)和查詢(xún)書(shū)本而一點(diǎn)點(diǎn)的變清晰，再到最后自己做出來(lái)感覺(jué)很有成就感。</p><p>　　這個(gè)復(fù)雜機(jī)的構(gòu)建必去年做的簡(jiǎn)單模型機(jī)要難得多了。別的不說(shuō)單單是連線(xiàn)就花了我們很長(zhǎng)的時(shí)間，更加打擊人的是連完線(xiàn)才發(fā)現(xiàn)自己的機(jī)器是壞的。到了指

20、令設(shè)計(jì)時(shí)從原來(lái)老師給出的5條確定的指令到自己設(shè)計(jì)完成的10多條指令。這個(gè)也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在完成指令系統(tǒng)時(shí)，普通的add mov之類(lèi)的還是簡(jiǎn)單的，但是到了rol這條指令時(shí)就不行了，因?yàn)槲覀儚膩?lái)沒(méi)用過(guò)299.后來(lái)請(qǐng)教同學(xué)后才搞清楚的。最難的是做i/o讀寫(xiě)這兩條指令。這個(gè)以前真的是從來(lái)沒(méi)有用過(guò)，起先也沒(méi)同學(xué)知道。所以我們只好先查書(shū)，中午回去的時(shí)候再上網(wǎng)查詢(xún)后才知道怎么做的。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)這次課設(shè)鍛煉

21、了我的動(dòng)手能力，讓自己得到了很大的鍛煉。但程序運(yùn)行沒(méi)問(wèn)題時(shí)真是很興奮啊。 </p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)有上學(xué)期實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷作為基礎(chǔ)，我們大概了解目標(biāo)是什么，最終的程序和演示方法是什么，不算完全不懂。雖然經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期一開(kāi)始對(duì)器件有點(diǎn)不太熟悉，都不知道每個(gè)功能部件干什么，但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間熟悉，加上我們?cè)瓉?lái)上學(xué)期做實(shí)驗(yàn)

22、時(shí)的印象，后來(lái)我們就能大概著手去做。</p><p>　　開(kāi)始我們以為我們能夠做得相對(duì)順利，但是開(kāi)始時(shí)候還是概念不清，完全不懂機(jī)械碼和微程序?qū)?yīng)關(guān)系，不知道操作碼加10即是微程序入口，以為都是隨便的。后來(lái)感覺(jué)這樣機(jī)器碼的程序和微程序毫無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系，像是可有可無(wú)，才覺(jué)得不對(duì)勁。不斷看ppt和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)之后才懂得是自己理解完全偏差。這個(gè)理解的失誤浪費(fèi)我大半個(gè)下午，所以記憶猶新。后來(lái)覺(jué)得操作碼，寫(xiě)對(duì)應(yīng)微程序什么就相對(duì)輕松，

23、沒(méi)有別的什么理解失誤，就能很順利得寫(xiě)下去了。中間還有個(gè)難處，就是關(guān)于端口和299的微程序。端口我一開(kāi)始就覺(jué)得難寫(xiě)，問(wèn)問(wèn)同學(xué)那時(shí)也沒(méi)有寫(xiě)出來(lái)，后來(lái)看ppt流程圖，覺(jué)得和ram的方法一樣，只是有些操作位變化，實(shí)驗(yàn)之后竟然能用。而299原來(lái)沒(méi)覺(jué)得會(huì)是個(gè)問(wèn)題，后來(lái)做邏輯運(yùn)算指令時(shí)，在這突然不知道如何使用了，不知道是299是個(gè)功能選項(xiàng)還是什么。后來(lái)看看感覺(jué)和alu蠻像的。又問(wèn)問(wèn)周?chē)?，發(fā)現(xiàn)也是要先裝數(shù)然后再運(yùn)算輸出到bus上。這樣使用之后確實(shí)能