存储器实验报告6

课程设计（报告）题目计算机组成原理课程设计机电系计算机科学与技术专业学 号：学生姓名：组 号：同组成员：指导教师：成 绩：2010 年 6 月 25 日实验一 存储器实验、实验目的1、掌握静态存储器 RAM 的工作特性和使用方法。2、了解 6116RAM 的读写电路、实验电路及所用的芯片组成实验路图见图 1-1，6116的管脚分配和功能见图 1-2NANDDATA6116 (BAM)AmdLriToCEWR输入/输出HXX不选擇LHL读LH写LLWk写图1Miro 1 z 3 4 -5 6 7p_lAOA1鴛囂器囂Alw7巨图 1-2(a) 6116管脚分配图 1-2(b) 6116 功能74LS273是一种带清除功能的8D触发器，ID8D为数据输入端，1Q 8Q 为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器,地址锁存器。三、实验原理存储器实验电路由RAM(6116), AR(74LS273 )等组成。SW7SW0为逻辑 开关量，以产生地址和数据。6116 A8A10接地，故AR地址从00HFFH, AR 输出A7AO,提供存储器地址，通过发光二极管或AR数码管可以显示地址。 D7DO为总线，通过发光二极管可以显示数据。当LDAR为高电平、BUS SW -为低电平，T3信号上升沿到来时， 开关SW7SW0产生的地址信号送入地址寄存器AR。当CE为低电平、WE 为高电平、BUS SW -为低电平，T3上升沿到来时，开关SW7SW0产生 的数据写入存储器由 A7-AO 确定的存储单元内。当 CE 为低电平、 WE 为低电平、 BUS SW -为高电平，T3上升沿到来时，存储器为读出数据，D7DO显示 由 A7-AO 所确定的地址中的数据。实验中，除T3信号外，CE、WE、LDAR、BUS SW - 为电位控制信 号，因此通过对应逻辑开关来模拟控制信号的电平， 而 LDAR、 WE 控制信号受时序信号 T3 定时。四、实验步骤及数据1.预置下表的逻辑按键状态(本次实验中下表状态不变，表中-B即-BUS)。SW3DPTJLDDR1LDDR2/ALU-BLDPC/PC-B/R0-B/R1-B/R2-BLDR0LDR1LDR2LDIRf011001011110000上述控制信号的预置选取了时钟信号f0(250KHz)，设置了单步操作方式，关闭 了一些与本次实验无关的信号。2、实验步骤按表2进行。实验对表中的开关进行置1或置0,即对有关控制信号置l或置0,对应的二极管为亮或熄灭。表格中有f处即是按一次P0键。 表一 运算器实验步骤及显示结果表/SW-BULDAR/CEW/RSW1D7- DOPOA7-A0RAM洼释0111OOHOOHtOOH地址DO写入AR0001OOHOOHtOOHOOH数据cw写Aram011110H10Ht10H地址10写入ar000110H10Ht10H10H数据1。写Aram0111OOHOOHtOOH地址do写入ar1000OOHOOHtOOHOOH读RMl (OO)011110H10Ht10H地址10写入AR100010H10Ht10H10H读RAM (10)01114 OH4 OHt4 OH地址40写入AR0001FFHFFHt4 OHFFH数据ff写Aram011142H42Ht42H地址42写入AR000155H55Ht42H55H数据跖写Aram011144H44Ht44H地址44写入AR0001AAHAAHt44HAAH馥据AA写入RAM01114 OH4 OHt4 OH地址40写入AR10004 OHFFHt4 OHFFH读(40)011142H42Ht42H地址40写入AR100042H55Ht42H55H读(54).0.1144H44Ht44H地址44写入AR汪意：表乞中列出T的总线显示I)7 DO及地址显示A7 A0,显示情芽况是:在写入RAM 地址时， 由 SW1 开关量地址送至 D7D0， 总线显示的是开关量，而A7A0 则显示上一个地址，在按 P0 后，地址才进入 RAMAR 寄存器， 即在单 次脉冲(T3)作用后，A7A0同D7D0才显示一样五、实验小结芯片的一些功能在上面已经提了，在这儿就不讲了，不过在实验的过程中 要特别注意，对于 6116 芯片不要掉电，因为 6116 为静态随机存储器，如果掉电所存的数据全部丢实失！验，这二一点在实验一、实验目的1、了解运算器模块与存储器模块如何连接。2、掌握计算机数据通道的工作原理。二、实验电路及所用芯片作用s710IS20o 1 z 3 4 -5 6 7 DnDDnDDD1314Ts1617A1OCE wRrJ*zCEWR输入/输出HXX不选择LHL读LH写LL写图 1-2（a） 6116管脚分配图 1-2（b） 6116功能6116 是一种 2K*8 位的高速静态 CMOS 随机存取存储器 ,其基本特征是 （1）高速度 存取时间为 100ns/120ns/150ns/200ns（ 分别以 6116-10 、6116-12 、6116-15 、6116-20 为标志）。（2）低功耗（3）与 TTL 兼容。 （4）管脚收出与标准的 2K*8b 的芯片（例如， 2716 芯片兼容）。 （5）完全静态 无须时钟脉冲与定时选通脉冲。（6）HM6116 有 11 条地址线、 8 条数据线、 1 条电源线、 1 条接地线 GN D 和 3 条控制线，运算的结果是被送到 6116 芯片。74LS273是一种带清除功能的8D触发器，DOD7为数据输入端，1 Q8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器，地址锁存器。第一脚WR:主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清 除，输出全为0 （低电平）；CP （CLK）:触发端，上升沿触发，即当 CP 从低到高电平时， DOD7 的数据通过芯片，为 O 时将数据锁存， DOD7 的 数据不变。74LS138就是38译码器，是TTL系列的，也就是74系列，有三个输入端 AO, A1,A2,其中A2是高位，输出是八个低电平输出Y0Y7。三、实验原理数据通路实验是将前面进行过的运算器实验模块和存储器实验模块两部分 电路连在一起组成的。原理图见图一。实验中，除T4、T3信号来自单脉冲P。，所有控制信号为电位控制信号，这些信 号由逻辑开关来模拟， 其信号的含义与前两个实验相同。四、实验步骤及数据1 预置下表的逻辑按键状态SW3DPTJLDPC/PC-B/R0-B/R1-B/R2-BLDR0LDR1LDR2LDIRfO11011110000上述取了时钟信号fO,实验在单步方式下进行，关闭一些与本实验无关的控 制信号。2实验操作按表二进行JL4/.ULb;CIl/RIMRi毗L.IW$353S.iUJ /Cr-AU)1- DCP0注释QQi0X X K Ji1fa44H敷站入DR 144C1K001X X X X詈AAH數据ADL3AA101X00011101tXH或1aLX.0)1110MH1存D处10XD00Q I 01XXHAA10X0100 1101XXH荐画AA0Xc4K X X XX嚮H存AR0010D启0010 101nil申DR2存ee0111.x i x xXABHg壇址存邮AA100001M1KJiHHDRI存R酬AA0a0X JU JigAAHj地址存ARAbaflQ10X X X XXXH读RAM存祐1CI04X X X XXMih壇址存邮11QDD01X X K XMCJ1f读测存MR2AA000XXIXX.AtH1炖址再ARAbQaQQX X JC XFFHil载据爲倔ffQ10flX X X XiADH壇址存AE0ia1a04X X X XXiroH数据存砂00表二表二中，列出了数据通路组成实验的一部分实验步骤，其它部分同表中 的实验步骤类似 ，只是实验的数据及存储单元不同。表中带 X 的内容是随机 状态，它的电平不影响实验结果。表中带f的地方表示按单次脉冲PO,无f的 地方不要 按单次脉冲 P0。五、实验小结在实验的过程中特别应该注意，A7A0所接的地址显示灯显示情况是 在单次脉冲P0后，A7A0的显示才与表中相同，否则显示的是上一个地址。实验三 微程序控制器的设计一、实验目的深入学懂计算机各种指令的设计和执行过程，掌握微程序设计的概念二、设计思路(原理等)设计的指令系统，必须能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，而寻址方式方式又有：累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、 存储器直接寻址、立即数五种，进而想到如下指令：(1) 24位控制位分别介绍如下：XRD ： 外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。EMWR ： 程序存储器 EM 写信号。EMRD ： 程序存储器 EM 读信号。PCOE ： 将程序计数器 PC 的值送到地址总线 ABUS 上。EMEN ： 将程序存储器 EM 与数据总线 DBUS 接通，由 EMWR 和 EMRD 决定是将 DBUS 数据写到 EM 中，还是从 EM 读出数据送到 DBUS 。IREN ： 将程序存储器 EM 读出的数据打入指令寄存器 IR 和微指令计数 器 uPC 。EINT ： 中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。ELP ： PC 打入允许，与指令寄存器的 IR3 、IR2 位结合，控制程序跳转。MAREN ：将数据总线 DBUS 上数据打入地址寄存器 MAR。MAROE ：将地址寄存器 MAR 的值送到地址总线 ABUS 上。OUTEN ：将数据总线 DBUS 上数据送到输出端口寄存器 OUT 里。STEN ： 将数据总线 DBUS 上数据存入堆栈寄存器 ST 中。RRD :读寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。RWR :写寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。CN ： 决定运算器是否带进位移位， CN=1 带进位， CN=0 不带进位。FEN ： 将标志位存入 ALU 内部的标志寄存器。X2 ：X2 、X1、X0 三位组合来译码选择将数据送到 DBUS 上的寄存器。X1 ： 见 16 页表。X0 ：WEN :将数据总线DBUS的值打入工作寄存器W中。AEN ： 将数据总线 DBUS 的值打入累加器 A 中。S2 : S2、S1、SO三位组合决定ALU做何种运算。本实验采用五条机器指令 ,根据上面所说的工作原理,设计参考实验程序如下:地址（二进制）机器指令（二进制）助记符说明0000 00000000 0000IN “数据输入电路”中的开关状态tRO0000 0001OOO1 OOOOADDRO+OAHtROOOOO OO1OOOOO 1O1OOAHOOOO OO11OO1O OOOOSTARO t OBHOOOO O1OOOOOO 1O11OBHOOOO O1O1OO11 OOOOOUTOBH tBUSOOOO O11OOOOO 1O11OBHOOOO O111O1OO OOOOJMPOOHt PCOOOO 1OOOOOOO OOOOOOHOOOO 1OO1OOOOOOOOOOOO 1O1OOOOO OOO10A单元的加数任意自定此处为 O1HOOOO 1O11OOOO OOO10B H求和结果其中IN为单字长8位其余为双字长指令，其余为双字长指令，XXXXX XXX为addr对应的二进制地址码。为了向 RAM 写入、读出机器指令，并能启动程序执行，还须设计三个控制台 操作微程序。存储器读（KRD）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“0 0”时, 按START微动开关，可对RAM连续手动读操作。存储器写（KWE）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“0 1” 时，按START微动开关，可对RAM连续手动写操作。启动程序（RP）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“11”时, 按START微动开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行。上述三条控制台指令用两个开关SWB、SWA的状态来设置，其定义如下：SWBSWA控制台指令00读内存（KRD）01写内存（KWE）11启动程序（RP）二）在实验中使用的模型机的微指令格式如下表给定，长度共 24 位。123.、22.,212C1*、11.,1716.,15 14 13 .n12 11 1（、9 17.,6.5.i4.,3.12 .I.、S2,-.S1.勺：1A.-.1E.-,F1.,F2.、F3.-,oA4.iuA3.、uA2.iUAl.nuAO.i微指令译码电路如图1：图 1 微指令译码电路图中MS24MS16对应于微指令的第2416位，S3S2SlS0MCn为运算器 的方式控制；WE为外部器件的读写信号，1表示写，0表示读；1A、1B 用于选通外部器件,通常接至底板10控制电路的1A1B 端,四个输出Y0Y1Y2Y3 接外部器件的片选端。MS15MS13对应于微指令中的F1,经锁存译码后产生6个输出信号:LRi、 LDR1、LDR2、LDIR、LOAD、LAR。其中LDR1、LDR2为运算器的两个锁存 控制； LDIR 为指令寄存器的锁存控制（见系统介绍中指令寄存器电路）； LRi 为寄存器堆的写控制，它与指令寄存器的第0位和第1 位共同决定对哪个寄存器 进行写操作（见系统介绍中寄存器堆电路和图 2）； LOAD 为程序计数器的置数 控制， LAR 为地址寄存器的锁存控制（见系统介绍中程序计数器和地址寄存器 电路）。以上6个输出信号均为1有效。图1中MS12MS10对应于微指令中的F2,经锁存译码后产生6个输出信 号：RAG、RBG、RCG、299-G、ALU-G、PC-G。其中 RAG、RBG、RCG 分别 为寄存器Ax、Bx、Cx的输出控制（见系统介绍中寄存器堆电路）；299-G为移位寄存器的输出控制；ALU-G为运算器的输出控制；PC-G为程序计数器的输出 控制（见系统介绍中程序计数器和地址寄存器电路）。以上信号均为0有效。图53中MS9MS9对应于微指令中的F3,经锁存译码后产生6个输出信 号: P1、P2、P3、P4、AR、LPC。其中 P1、P2、P3、P4 位测试字，其功能是 对机器指令进行译码,使微程序转入相应的微地址入口,从而实现微程序的顺序 分支和循环运行（AR为运算器的进位输出控制；LPC为程序计数器的时钟控制 （见系统介绍中程序计数器电路）。以上信均为 1 的时候有效。*=!-. LKp.J. LFlI.=R RRAM RAMR 寻址方式：由于指令较短，操作数字段仅两位，为了简化硬件设计，将操作数字段和目 的操作数字段的寻址定义为不同的含义。源操作数字段寻址方式目的操作数寻址方式00R000R101( R0)01(R1)10I10I11D11DRi 表示操作数就在寄存器中(Ri)表示操作数地址在寄存器中I 指令的第二个字节为操作数或称立即寻址(D)指令的第二个字节为操作数的地址 源操作数使用R0寻址 目的操作数 R1 寻址(二) 、确定总体结构根据要求设计数据通路框图 2-1：41裡序矿離瞬刚baj 止japggg址 t. AJDCft_BUS 存桶器 aFM女 feFJiD图 2-1 数据通路结构框图2.1 流程图开始01|PC -AR,PC-1|X M|RAX層 D_3USR|04XAi* 卑05冋3_聶匚丽氏 2 LflD6n|PC- ARPClJ07IfcAM-Cf BUV+ AftlIRCBUS0f*cLK|1石17lew-MSBUS -KT|25帆R_PC724艮，滾详+N1|LTL -H_ED|图2-2微程序流程图当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P (1)测试。由于 勺I“取指”微指令是所有微指令都使用的公用微指令，因此p (1)的测试结果会出现多路分支。我们使用指令寄存器的前4位(IR7 IR4)作为测试条件，出现5 路分支，占用 5 个固定微地址单元。 控制台命令的微程序流程，01 为取指令微指令的地址：01控制檯朗开黄RUNi.1 L)KAM 胡XfiVT (10 JMkI + D血 H_T：|H2】tTLESPUT FI吃f职2LlWPC -AFt PC+1控制台操作作为P (4)测试，它以控制开关SWB, SWA作为测试条件，出 现了3 路分支，占用 3 个固定微地址单元。当分支微地址单元固定后，剩下的其 他地方就可以一条微指令占用控存一个微地址单元随意填写。2.2微代码表当全部微程序设计完毕后，将每条微指令代码化，把流程图按微指令格式转 化成“二进制微代码表”，如表 2-2：微地址一址制）S3S2S SO1A IBFlF2F3VA?.UA0000000000000000111IllL1001000000000100000000fl1011011010000100000100000000Ia110111HIonooi000011000000010101111Hl0001000001000000000I00101111110QQ10100010J000000000100000111000110OQOHO00J01000ooo001111000001WO111000000010101111111001101001000000000011ooom00000000100100100000000010110110100001Ioaioio000000000101101101000111001011000t)00000101101L01001110001100000000000101101101010110001101000000110111oooMl0000010011100000000I0101111111OOlill001111000000010100111Hloioioi010000000000000101101101010010010001000000000101011010)0100010010000000010100Lil111010L1LQL0011000000000111U1111OOOOOJ0101000000Q00JI100mJHCHOW0101010000011011110011H000001Q101100000000J000 iill101QOOOOl010111000001I0111100 L1H010000Q1JOOO1i1111i101H0011H01000101100100000000110m00000 loot)表 2-2 二进制微代码表2.3确定连线图根据各部件的功能，确定好电路各个芯片的连接，如下血- dRarQi胆-耳:=a1JTT-0G9!-is35 眞 IS a图 2-4 接线图连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上，对 于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。各部件功能：指令寄存器(IR)：指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。当执行 一行指令时。先把它从内存取到缓冲寄存器中，然后在传至指令寄存器。指令划 分为操作码和地址码字段，由二进制数构成，执行任何给定的指令，必须对操作 码进行测试P (1),通过节拍脉冲T4的控制以便识别所要求的操作。指令译码器(ID)：根据指令中的操作码译码强制微控器单元的微地址，使 下一条微指令指向相应的微程序首地址。输入设备(INPUT DEVTICE)：是一种二进制代码开关，实现数据输入。输 入时，二进制开关数据直接经过三态门送到总线上，只要开关状态不变，输入的 信息也不变。输出设备(OUTPUT DEVICE)：是一种数码块，完成数据输出。输出时， 匠输出数据送到数据总线上，当写信号(W/R)有效时，将数据打入输出锁存器, 驱动数据块显示。（三）设置情况1、寄存器的设置：RO,R 1为通用寄存器，8位。IR为指令寄存器，8位。PC程序寄存器，8位。MAR为地址寄存器，8位。2、加法器的设置： 采用8位带串行进位并行加法器。3、选择器的设置：连入A选择器的数据来源是RAM的读出数据和R0寄存器的数据。连入B选择器 的数据来源是PC的数据和R1的数据。4、数据通路： 数据通路的设计，在总体结构中是最重要的一个问题，模型机的数据通路是以总线为基础，以CP U为核心的。信息的传送路径：取指令MACPIRRAM选择器 AE BUSIR 送指令地址PBCPMARPC选择器 BE BUSMAR 指令计数器+1PBC0CPPCPC选择器 BZ BUSPCR0R1RACRR1R0选择器 AE BUSR1R1RAMRBWRR1选择器 BE BUSRAM（四）逻辑设计：总体结构设计之后，便开始总体结构中各部件的逻辑设计和部件之间的连 接。1、加法器的逻辑设计： 如附图2所示，模型机中的加法器是由八个一位全加器构成，全加器之间采 用简单的串行进位。全加器逻辑原理如附图3所示：附图3如下2、选择器的设计：选择器A和选择器B的结构形式一样，如附图4所示，在控制电位ENO和EN1的 控制下，分别选择R0的或R1的数据通过选择器，进入加法器oEN0和EN1是互斥的, 高电平有效。3、寄存器的设计： 不带复位的寄存器：结构中 RO， R1 通用寄存器，可存入操作数或结果、中间结果，每个寄存器 均由8个D触发器构成。在CPRi的作用下接收总线的数据送入寄存器，输出连 入选择器。结构如附图5所示。指令寄存器IR其结构同通用寄存器。带复位的寄存器：结构中 MAR 地址寄存器是一个带复位的寄存器，带复位是指当有复位信号 时， MAR 清零。逻辑图如附图 6 所示。程序计数器的设计：程序计数器结构如附图6所示。PC加1是通过加法器实现的。 复位信号RET的作用是有复位信号时，计数器PC清零。部件之间的连接： 由系统结构可看出，部位之间的连接是采用以 CPU 为中心的总线连接方式。 加法器的输出通过总线BUS连接到所有寄存器和存储器的输入端，除指令寄存器 IR和地址寄存器MAR的输出端外，其他部件的输出端分别送入选择器A和选择 器 B。连线图如附图1所示。（五）、确定控制方式控制命令是确定信息的流向，不同的数据通路需要不同的控制指令。即组合 逻辑方式和微程序方式，模型机采用微程序方式。微程序的执行方式采用增量、 垂直方式。1、微程序控制器的结构： 微程序控制器的部件由设计平台提供。2、微程序控制器的时序： 微程序控制器的时序如图所示：P脉冲的低电平用做控制存储器读命令卩RDP脉冲的上升边沿将读出的微指令MR负脉冲P的上升边沿将形成的后继地址送微程序计数器UPC,同时将运算结果 （总线的数据）送指定的寄存器。3、微指令格式： 微指令格式由三部分组成,既微指令字段定义,微命令形成逻辑和后继微地址产生逻辑。后继微地址产生逻辑： 为简单起见只选三种后继微地址生成方式即增量方式、无条件转移方式、按操 作码转移方式。当 EN=1 时,微程序计数执行加 1 操作当 EN=0 且 JP=1 时,无条件转移当 EN=0 且 QJP=1 时,按操作码转移4、微程序编写：（1）程序MOV1 05#,R0MOV2 01#,R1ADD R0,R1MOV3 R1,（R0）（2）操作码二进制代码MOV1:0001MOV2:0010ADD:0011MOV3:0100（3）微程序入口（16进制代码）取指令入口 ：00HMOV 1入口 ：10HMOV2入口 ：20HADD入口 ：30HMOV3入口 ：40H（4）指令执行流程图：指令流程：00RAM IR*PC+1PC10 +PC MARMAR20yPC一 AR30 +R0+R1 iR140 +ROPC+1 PCRAMPC+1 PCPCMARR1 一RAM* ROMARRAM R1JPPCPC ARPC ARJPjpIJP（5）编制微程序 根据指令流程跟微指令格式开始编制微程序。二- 四译码器逻辑原理如附图3所示。三- 八译码器逻辑原理如附图8所示。 全部微程序如表1所示。（六）分调将模式开关至于分调1、伟福系统 平台上的所有开关和发光二极管均随意编制用做数据输入和状态显示 典型部件如下：选择器A带复位的寄存器MAR不带复位的寄存器RO程序计数器PC在部件设计无错、连线无错、1032E的管脚定义无错时可生成下载文件下载 到1032E中。2、单片机系统 微程序经过检查无误后，将模式开关至分调后通过键盘写入响应的单元中。（七）统调将模式开关置于统调，此时平台上的开关及发光二极管的设置情况如下： 开关 K15-K0 无效，不可编程使用L15-L0用于显示IR15-IR0的状态，不能作他用LED15-LED8用于显示从存储器读出的内容和数据总线BUS的内容不能再 作他用LED7-LED0 可编程到任意观测点，以显示系统运行的状态(1) 按复位健 RET使 MAR 清洗、指令计数器清洗，保证从存储器 0 号单元取指令。使微程序计数器PC清洗，保证从而2#R0M, 1# ROM的0#单元取指令微 程序的第一条微指令。(2) 执行微程序 按复位健后， PC、MAR 为 00号单元的内容是一条指令，指令代码读出后，在MA的作用下，进入加法 器至总线。此时，总线上的内容点亮LED15-8，查看是否正确。注意的是：在没有按下次脉冲键前，数据通路的内容一直不变。按一次脉冲键又产生一负脉冲。该负脉冲反相后的上升沿产生CPIR，将上 条微指令读出的指令代码送IR,同时上升沿还将PC+1。该负脉冲的低电平用以 读出 PC 指示的第二条微指令。这样一一取出微指令并执行微指令就会读出并执行存放在MAR中的程序。四、测试流程与结果3.1 连接线路按照图用排线连接好电路3.2 写程序方法一：手动写入先将机器指令对应的微代码正确的写入2816中。使用控制台KWE和KRD 微程序进行机器指令程序的装入和检查。A. 使编程开关处于“RUN”，STEP为“STEP”状态，STOP为“RUN”状态。B. 拨动总清开关CLR (0-1),微地址寄存器清零，程序计数器清零。然后使 控制台SWB、SWA开关置为“01”，按动一次启动开关START，微地址显示指示 灯显示“010001”，再按动一次START，微地址灯显示“010100”，此时数据开关 的内容置为要写入的机器指令，按动两次START键后，完成该条指令的写入。C. 写完程序后须进行校验。拨动总清开关CLR (0-1)后，微地址清零。PC程 序计数器清零，然后使控制台开关SWB、SWA为“00”，按动启动START，微地址 灯将显示“010000”，再按START，微地址灯显示为“010010”，第三次按START， 微地址灯显示为“010111”，再按 START 后，此时输出单元的数码管显示为该首 地址中的内容。不断按动START，以后每个循环PC会自动加1，可检查后续单元 内容。每次在微地址灯显示为“010000”时，是将当前地址中的机器指令写入到 输出设备中显示。方法二：联机读/写程序按照规定格式，将机器指令及微指令二进制表编辑成十六进制的如下格式文件。微指令中的微代码为 24 位微代码按从左到右分成 3 个 8 位，将此 3 个 8 位 二进制代码化为相应的十六进制数即可。并将该格式文件用联机软件的传输文件 功能传入实验系统。机器指令格式说明：$PXX YYXX 十六进制地址YY 机器指令代码程序：$P4000$P4110$P420A$P4320$P440B$P4530$P460B$P4740$P4800$P4A01 微指令格式说明： $M XX YYYYYY XX 十六进制地址 YYYYYY 微指令代码 微程序：$M00018110 $M0101ED82$M0200C048$M0300E004$M0400B005$M0501A206$M06959A01 $M0700E00D$M08001001 $M0901ED83$M0A01ED87 $M0B01ED8E$M0C01Ed96 $M0D028201$M0E00E00F$M0F00A015$M1001ED92 $M1101Ed94$M1200A017 $M13018001$M14002018$M15070A01$M1600D181$M17070A10$M18068A113.3运行程序单步运行程序：A. 使编程开关处于“RUN”状态，STEP为“STEP”状态，STOP为“RUN” 状态。B. 拨动总清开关CLR （0 1）,微地址清零，程序计数器清零。程序首址 为 00H。C. 单步运行一条微指令，每按动一次START键，即单步运行一条微指令。 对照微指令流程图，观察微地址显示灯是否和流程一致。D. 单步运行结束后，检查存数单元（0BH ）中的结果是否和理论值一致。 连续运行程序：A. 使“STATE UNIT”中的STEP开关置为“ECEX”状态。STOP开关置 为“RUN”状态B. 拨动CLR开关，清微地址及程序计数器，然后拨动START系统连续运 行程序，稍后将STOP拨至“STOP”时，系统停机。C. 停机后，检查存数单元（0BH）结果是否正确。3.4 测试验证此次测试验证的内容为 FEH验证程序的内存映象（装入起始地址00H）如下：地址（二进 制）内容（二进制）助记符说明0000 00000000 0000IN将输入数据送R0奇存 器0000 00010001 0000ADD OAH0000 00100000 1010RO+0AHR00000 00110010 0000STA 0BH0000 01000000 1011R00BH0000 01010011 0000OUT 0BH0000 01100000 10110BHLED0000 01110100 0000JMP 010000 10000000 000101HPC0000 10010000 10100000 0001输入自定的数据0000 1011求和结果的存储单元表 3-1 验证程序内存映象INPUT DEVICE 中输入为00000001时，在地址00001011单元上显示内容 00000002，并显示 02。单步运行是满足微程序流程图的运行顺序。 五、心得体会：对于计算机专业的我们，在计算机组成这方面有一个系统化的概念和养成 良好的动手能力这是必要的，为了达到这个目的，这次的实训，老师要我们设计 一个微程序控制器，以便对计算机组成能够深刻理解 ,达到学习计算机组成原理 的目的。由于计算机设计的部件较多、结构原理较复杂，而我们都是初设计者，起 初大家基本上都觉得相当困难和陌生，所以在整个设计过程中采取的是由浅入 深，由简单到复杂的方法，通过这次设计，大家都清楚的了解了计算机的基本组 成、基本原理和设计思路、设计步骤、调试步骤，同时也让我们对数据选择器、 移位器、加法器、运算器、存储器和微程序控制器，有了更深刻的认识，最终清 晰的建立起整机概念。最重要的是在实验的过程中，大家都获得了一套适合自己 的思考问题的方法，这对我们以后的学习是有益处的。虽然计算机组成原理的课程设计的学习已经结束 ,是科学技术是不断发展 的，我们只有不断学习，才能不断提高.。在此次的设计中，感谢老师对我们的帮助和指导。过程也许还不够完善，希 望老师继续指导。|g5EElqn附图g 3-8译码器谬辑图附图ID三位二进制计数器（COUNTS底层图*(a)1234567CP_riJiJiJirLrLrLQ。 liQimTL_Qmlm环形脉冲发生器硬件技术调研研究课题：CPU研究的五个方面：1、CPU 的厂商2、Intel CPU/AMD CPU 的发展历程3、cpu 的性能指标4、cpu 的发展趋势5、cpu 的温度一、CPU 的厂商（1）Intel 公司Intel 是生产 CPU 的老大哥，个人电脑市场，它占有 75% 多的市场份额， Intel 生 inter 标志产的 CPU 就成了事实上的 x86CPU 技术规范和标准。个人电脑 平台最新的酷睿2成为CPU的首选（2）AMD 公司目前使用的 CPU 有好几家公司的产品，除了 Intel 公司外，最 AMD 标志有 力的挑战的就是 AMD 公司，最新的 AMD 速龙 IIX2 和羿龙 II 具有很好性价 比，尤其采用了 3DNOW+ 技术并支持 SSE4.0 指令集，使其在 3D 上有很好的 表现。其他一些公司IBM和Cyrix/IDT公司/VIA威盛公司/国产龙芯/ ARM Ltd二、Intel CPU的发展历程1、Intel 40041971 年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器 4004 ，这是第一个可用 于微型计算机的四位微处理器，它包含 2300 个晶体管。2. 80081972 年， Intel 推出第一个 8 位的微处理器（ 8008 ），共有 3500 个晶体 管，10微米工艺，内存空间为16KB，工作频率为200KHz，运算性能很差。 3. 80801974 年，第一个真正的微处理器诞生（ 8080 ），共有 6000 个晶体管， 6 微米工艺，内存空间为 64KB ，工作频率为 2MHz 。4. 8086978 年推出 16 位微处理器（ 8086 ），共有 29000 个晶体管， 3 微米工艺，最 大内存空间为1MB,工作频率为4.77MHz。同年，Intel又推出16位8088 CPU 1980 年 PC 形成市场， IBM 公司推出以 8088 为微处器的 IBM PC （以及随后 的 PC XT）5. 80186/801881980 年诞生的 80186/80188 CPU 与 8086/8088 CPU 的内部结构相似。6. 802861982 年， Intel 公司推出是基于 X86 体系结构，共有 13400 个晶体管1.5 微米工艺，工作频率为 6-25MHz7. 803861985年诞生的80386 CPU （简称386）, 2微米工艺，共有275000个晶体 管， 32 位，支持最大 4GB 内存，工作频率从 16MHz 开始，可外接 64128KB。8. 804869. Pentium （奔腾） 10. Pentium Pro （高能奔腾）11.Pentium MMX（ 多能奔腾）12. 移动式 Pentium CPU13.Pentium 2 （ 奔腾 2）14. Pentium 3奔腾 3）1999 年推出 Pentium3 ，共有 2800 万个晶体管， 0.25 微米工艺，沿用第六代（P2）处理器的系统架构。16. Pentium 42000 年 11 月 21 日， Intel 发布了 Pentium 4 CPU ， 代号为Willamette,0.18 微米铝导线工艺，配合低温半导体介质技术制成。基于 Intel 的 Net