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华北科技学院计算机学院设计性实验实验报告课程名称计算机组成原理实验学期2020至 2021 学年第一学期学生所在院部计算机学院年级 2018专业班级学生姓名学号任课教师席振元实验成绩计算机学院制实验报告须知1、学生上交实验报告时，必须为打印稿（A4纸）。页面空间不够，可以顺延。2、学生应该填写的内容包括：封面相关栏目、实验地点、时间、目的、设备环境 内容、结果及分析等。3、教师应该填写的内容包括：实验成绩、教师评价等。4、教师根据本课程的实验指导中实验内容的要求，评定学生的设计性实验成 绩；要求在该课程期末考试前将实验报告交给任课教师。任课教师将实验报告 与该课程的期末考试成绩一同上交到学院存档。5、未尽事宜，请参考该课程的实验大纲和教学大纲。计算机组成原理课程设计性实验报告开课实验室：计算机组成原理实验室2020年11月11日实验题目|指令扩展实验、实验目的深入了解教学计算机微程序控制器的组成和设计技术，包括Am2910器件的功能与具体用 法，教学计算机的总体组成和部件之间的连接方法，总之应该深入理解控制器部件的组成、 设计、控制与使用等诸项知识。二、设备与环境TEC-XP-II 教学机，微机（装有 Windows XP、ISPLEVER、ispVM System 等软件）。三、实验内容在现有的基本指令系统上，扩展2条指令：四、实验步骤1、扩展的2条指令的格式及功能写明2条指令的格式、功能、寻址方式、操作码编码、微程序步数、微程序入口地址。 指令格式：SUCS DR，SR功能：2个寄存器相减后再乘以4寻找方式：寄存器寻址 操作码编码：21H： 00100001微程序步数：3微程序入口地址：28H指令格式：JAPS DR，SR功能：2个寄存器内容相减后压栈 寻找方式：寄存器寻址 操作码编码：27H： 00100111微程序步数：3微程序入口地址：31H2、指令所对应的微程序每条指令对应的微程序、以及每步（微指令）的功能及各字段值的意义微指令的各字段如下：mdr5.nadr0,CI3.CI0,_CC,aluoe, c0，I8.I0，A_，B_，MI0，REQ，WE，flg_c2.flg_c0, ar_ce， ar_AB微指令格式：YY5.YY0： 6位入口地址nadr5.nadr0： 6位下地址，转移后CI3.CI0： 4位控制Am2910，1110顺序执行，0011条件转移，0010映射入口地址_CC：转移条件码，0转移，1不能转移aluoe:控制运算器是否输出0允许1不允许cO：低位进位，1不进位，0进位I8.I0：: ALU运算器控制A_,B_： 00:取 IR 中的 DR 和 SR； 01:专指 R4 (SP)； 10:专指 R0MIO,REQ,WE:读写控制1XX均不读写 内存:000写001读；串口 ：010写011读 flg2.flg0： 000 保持，001 置 C、Z，010 置 0, Z，100 左移入 C ar_ce:将信号打入ARar_AB:将AR的值送上地址总线1. SUCS DR,SRYY5. YY0mdr5.nadr0CI3.CI0_CCaluoe,c0 I8.I0A_, B_MI0, REQ, WEflg_c2.flg_c0, ar_ce, ar_AB1,0,1,0,0,0-0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0; suesDR-SDR c,z1,0,1,0,0,1-0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0; SUCSDR*DR c1,0,1,0,1,0-0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0; SUCSDR*DR cYY5.YY0入口 28h入口 29h入口 2Ahnadr5.nadr0下地址0顺序执行下地址0顺序执行下地址1结束执行CI3.CI01110顺序执行1110顺序执行0011条件转移_CC1不能转移1不能转移0允许转移aluoe0允许输出0允许输出0允许输出c01低位不进位0低位进位0低位进位I8. .I0：011)F-B,001)S-R,001)AB1n)2*F-B,000)R+S,011)0B1n)2*F-B,000)R+S,011)0BA_,B_00 取 IR 中 DR,SR00 取 IR 中 DR,SR00 取 IR 中 DR,SRMIO,REQ,WE100均不读写100均不读写100均不读写flg2.flg0001 c,z100左移入c100左移入car_ce0信号打入AR0信号打入AR0信号打入ARar_AB0 AR值送上地址总线0 AR值送上地址总线0 AR值送上地址总线该步指令功能DR-SR 送入 DRDR*2送入DRDR*2送入DR2. JAPS DR,SRYY5.YY0mdr5-nadr0 CI3.CI0 _CC aluoe，c0 I8.I0A_,B_MI0,REQ,WE flg_c2.flg_c0,ar_ce,ar_AB1,1, 0,0,0,1-0,0,0,0,0,0, 1,1,1,0, 1,0,1, 0,1,1, 0,0,1, 0,0,1, 0,0, 1,0,0, 0,0,1, 0,0; JAPS DR-SR-DR c,z1,1, 0,0,1,0-0,0,0,0,0,0, 1,1,1,0, 1,0,0, 0,1,1,0,0,1,0,1,1,0,1, 1,0,0, 0,0,0, 1,0;JAPSsp-1AR,sp1,1, 0,0,1,1-0,0,0,0,0,1, 0,0,1,1, 0,0,0, 0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,0, 0,0,0, 0,0,0, 0,1;JAPSDR-MEM(ar)YY5.YY0入口 31h入口 32h入口 33hnadr5.nadr0下地址0顺序执行下地址0顺序执行下地址1结束执行CI3.CI01110顺序执行1110顺序执行0011条件转移_CC1不能转移1不能转移0允许转移aluoe0允许输出0允许输出0允许输出C01低位不进位0低位进位0低位进位18. .10：011)F-B,001)S-R,001)AB011)F-B,001)S-R,011)0B001)F,000)R+S,011)0BA_,B_00 取 IR 中 DR,SR01 取 R4(SP)00 取 IR 中 DR,SRMI0,REQ,WE100均不读写100均不读写000写入内存flg2.flg0001 c,z000保持不变000保持不变ar_ce0信号打入AR1信号不打入AR0信号打入ARar_AB0 AR值送上地址总线0 AR值送上地址总线1 AR值不送地址总线该步指令功能DR-SR 送入 DR入栈栈地址指针SP-1SR值存入内存3、ABEL语言源程序编辑以及JED文件生成m256c.abl源程序修改过程(3步)以及生成JED文件的简要介绍。第1步：添加指令操作码和汇编语句名SUCS=ir_op=h21; JAPS =ir_op=h27;第 2 步：添加映射0,0,1,0,0,0,0,1-0,1,1,0,0,0； 0,0,1,0,0,1,1,1-1,1,0,0,0,1； SUCS JAPS第3步：微程序清单添加指令1,0,1,0,0,0-0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0; SUCSDR-SADRc,z1,0,1,0,0,1-0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0; SUCSDR*2DRc1,0,1,0,1,0-0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0; SUCSDR*2DRc1,1,0,0,0,1-0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0; JAPSDR-SADRc,z1,1,0,0,1,0-0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0; JAPSsp_MAR,sp1,1,0,0,1,1-0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1; JAPSSLMEM(ar)JED生成操作：在ispLEVE中编辑保存完.abl后先双击Compile Logic编译再双击 JEDEC File以生成.jed文件4、MACH编程简要叙述将JED文件下载到MACH器件的过程启动ispVM Sys tem先SCAN按钮寻找设备找到后双击Browse将之前的.jed文件导入 最后GO按钮刻录进MACH芯片五、编程验证及结果分析1.SUCS 指令验证(R1 07H dR2 2040H)*4 -R1 :80E4H 结果验证正确微程序原理清楚操作熟练指令流程清楚解析完整微指令设计合理报告规范其他：评价教师签名：年 月日
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