计算机组成原理课程设计(桂林电子科技大学)（精）.doc

计算机组成原理课程设计说明书 题 目： 设计一台嵌入式CISC模型计算机 院 （系）： 计算机科学与工程学院 专 业： 网络工程 学生姓名： 唐波 学 号： 1100380219 指导教师： 陈智勇 一、课设题目： 设计一台嵌入式CISC模型计算机（采用定长CPU周期、联合控制方式），并运行能完成一定功能的机器语言程序进行验证，实现方法可从以下4类中任选一个： ●连续输入5个有符号整数（8位二进制补码表示，用十六进制数输入），求最小的负数的绝对值并输出显示。 说明：①5个有符号数从外部输入； ②一定要使用符号标志位（比如说SF），并且要使用为负的时候转移（比如JS）或不为负的时候转移（比如JNS）指令。 二．CISC模型机系统总体设计 三．操作控制器的逻辑框图 说明： 在T4内形成微指令的微地址，并访问控制存储器，在T2的上边沿到来时，将读出的微指令打入微指令寄存器，即图中的微命令寄存器和微地址寄存器。 四．模型机的指令系统和所有指令的指令格式 由此可见，本模型机中的指令系统中共有8条基本指令，下表9列出了每条指令的格式、汇编符号和指令功能。 指令助记符 指令格式 功能 15--12 11 10 9 8 7-----------0 IN1 Rd 0101 ×× Rd ×××××××× (Rd)+1→Rd，锁存标志位 MOV Rd,im 0001 ×× Rd im 立即数→Rd CMP Rs,Rd 0011 Rs Rd ×××××××× Rs,Rd比较， INC Rd 0010 ×× Rd ×××××××× 输入设备→Rd JNS addr 0100 ×× ×× addr 若大于，则addr→PC JMP addr 0110 ×× ×× addr addr→PC OUT1 Rs 1001 Rs ×× ×××××××× (Rs)→输出设备 MOV1 Rs,Rd 1000 Rs Rd ×××××××× (Rs)→Rd NOT Rd 0111 ×× Rd ×××××××× Data取反 指令格式： （1）I/O指令（单字节） I说明：对Rs和Rd的规定： Rs或Rd 选定的寄存器 0 0 R0 0 1 R1 1 0 R2 1 1 R3 五．所有机器指令的微程序流程图 设计操作控制器单元（即微程序控制器） （1）设计微指令格式和微指令代码表 CISC模型机系统使用的微指令采用全水平型微指令，字长为25位，其中微命令字段为17位，P字段为2位，后继微地址为6位，其格式如下： 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 LOAD LDPC LDAR LDIR LDRi RD_B RS_B S2 S1 S0 ALU_B SW_B LED_B RD_D CS_D RAM_B CS_I ADDR_B P1 P2 后继微地址 由微指令格式和微程序流程图编写的微指令代码表如下所示，在微指令的代码表中微命令字段从左边到右代表的微命令信号依次为：LOAD LDPC LDAR LDIR LDRi RD_B RS_B S2 S1 S0 ALU_B SW_B LED_B RD_D CS_D RAM_B CS_I ADDR_B 微地址 微命令字段 P1 P2 后继微地址 00 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 000010 01 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 000000 02 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 000001 03 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 000000 04 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 000011 05 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 000100 06 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1