重庆理工大学计算机组成原理实验报告

计算机组成原理课程设计

学院：计算机科学与工程

专业名称：计算机科学与技术

班级：

成员姓名：

成员学号：

指导老师：

日期：2014.06.19

一、课程设计目的

通过对一个简单计算机的设计，对计算机基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深入的了解，在此基础上完成一台基本计算机的组成设计，从而加深对理论课程的理解，锻炼独立思考和动手能力。

二、课程设计环境

硬件环境为PC-386以上微机及西安唐都科教仪器公司的TD-CMA实验教学系统。软件环境采用西安唐都科教仪器公司的TD-CMA实验教学系统CMA实验软件。

三、课程设计内容

课程设计的内容首先包括具有5条机器指令的复杂模型机系统，其次由这5条机器指令编写一个预定功能的用户程序。

指令助记符表1-1

（2）机器指令流程

①IN R1,00H; 00100001，00000000 ;从IN单元输入一个数放入R1寄存器

②IN R3,00H; 00100011，00000000;再从IN单元输入一个数放入R3寄存器

③MOV R0,R3; 01001100; 将R3（90H）中的数据传送给R0（90H）

④INC R1; 0000**00; 将RD 中的数据增一赋值到RD

⑤OUT R0,40H; 00110000，01000000;将R0中的数输出

⑥AND @R0，20H; 10010000，00100000; 将R0间接寻址，与20H中的内

容进行与运算，结果送给R0

⑦OUT R0,40H; 00110000，01000000; 将R0中的内容输出到40H

（3）微程序流程图如图1-2

P<1>

PC →AR PC+1

PC →AR PC+1

MEM →I R

RS →RD RD →A

01

INC IN

OUT

AND

MOV

30

32

33

39

34

A+1→R D 01

04

IO →RD 01

09

MEM →AR

08

MEM →AR

0A

01

RS →IO 10

MEM →A

15

RD →B

16

A ∩

B →R D 01

2D

A ∩

B →R D 20

01

RD →B

19

MEM →A

18

MEM →AR

17

MEM →A

21

R i →B 22

A+B →A R 23

MEM →A 24

RD →B

25

A ∩

B →R D 01

26MEM →A 27

PC →B

28

A+B →A R

29

MEM →A 2A

RD →B

2B

A ∩

B →R D 01

2C

P<2>PC →AR PC+1

OC

直接

PC →AR PC+1

OD

间接

PC →AR PC+1

OE

变址

PC →AR PC+1OF

相对

MEM →I R

30

03

PC →AR PC+1

01

NOP

00

OC

微程序流程图1-2

微程序表1-3

（5）用户程序机器指令：

$P 00 21;

$P 01 00;

$P 02 23;

$P 03 00;

$P 04 4C;

$P 05 04;

$P 06 30;

$P 07 40;

$P 08 90;

$P 09 20;

$P 0A 30;

$P 0B 40;

四、课程设计流程

（1）执行流程

①IN R1，00H;

IN→BUS ;需要信号：IN-B，RD=’1’

BUS→R1 ;需要信号：LDR1，T4

②IN R3，00H;

IN→BUS ;需要信号：IN-B，RD=’1’

BUS→R3 ;需要信号：LDR3，T4

③MOV R0，R3;

R3→BUS ;需要信号：R3-B

BUS→R0 ;需要信号：LDR0，T4

④INC RD;

R0→BUS ;需要信号：R0-B

BUS→A ;需要信号：LDB，T4

A+1→BUS;需要信号：S3，S0，ALU_B,T4

BUS→R1;需要信号：LDR1,T4

⑤OUT R0，40H;

R0→BUS ;需要信号：R0-B

BUS→OUT

⑥AND @R0，20H;

(R0)U(20H)→R0 ;需要信号：R0-B，LDR0，S0，S1，T4

⑦OUT R0，40H;

R0→BUS ;需要信号：R0-B

BUS→OUT