(计算机组成原理》课程设计.doc

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院 《》 题目:复杂模型机的 级 09计科师范蒙 指导教师 松云 日 期 2012.07.5 1 任务描述 设计题目名称:复杂模型机的设计设备设计原理 其中，OP-CODE为操作码，RS 为源寄存器， RD为目的寄存器，并规定： RS 或 RD 选定的寄存器 00 01 10 11 R0 R1 R2 R3 IN和OUT的指令格式为： 7 6 5 4 （1） 32 （1） 10 （1） 7-0 （2） OP-CODE RS RD P 其中括号中的1表示指令的第一字节，2表示指令的第二字节，OP-CODE为操作码，RS 为源寄存器， RD为目的寄存器，P为I/O端口号，占用一个字节。 系统设计五种数据寻址方式，即立即、直接、间接、变址和相对寻址，LDI指令为立即寻址，LAD、STA、JMP和BZC指令均具备直接、间接、变址和相对寻址能力。 LDI的指令格式如下，第一字节同前一样，第二字节为立即数： 7 6 5 4 （1） 32 （1） 10 （1） 7-0 （2） OP-CODE RS RD data LAD、STA、JMP和BZC指令格式如下： 7 6 5 4 （1） 32 （1） 10 （1） 7-0 （2） OP-CODE M RD D 其中M为寻址模式，具体见表如下，以R2作为变址寄存器RI。 寻址模式M 有效地址E 说明 00 01 10 11 E=D E=(D) E=(RI)+D E=(PC)+D 直接寻址 间接寻址 RI编制寻址 相对寻址 3.4 指令系统 本模型机共有 有基本指令，下面列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。 指令描述 助记符号 指令格式 指令功能 AND RD,RS 0001 RS RD RD与RS-RD STA M D,RS JMP M D BZC M D 1101 M RD D 1110 M ** D 1111 M ** D RD-E E-PC E-PC IN RD,P OUT P,RS 0010 ** RD D 0011 RS ** P [P]-RD RS-[P] LDI RD,D 0110 ** RD D D-RD HALT 0101 ** ** 停机 3.5 总体设计 模型机的数据通路框图 根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址，如图所示。 按照系统建议的微指令格式，见表，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，见表，并将二进制代码表转化为联机操作时的十六进制格式文件。 表 微指令格式 23 22 21 20 19 18-15 14-12 11-9 8-6 5-0 M23 CN WR RD IOM S3-S0 A字段 B字段 C字段 UA5-UA0 14 13 12 选择 0 0 0 NOP 0 0 1 LDA 0 1 0 LDB 0 1 1 LDRi 1 0 0 保留 1 0 1 LOAD 1 1 0 LDAR 1 1 1 LDIR A字段 B字段 C字段 11 10 9 选择 0 0 0 NOP 0 0 1 ALU-B 0 1 0 RS-B 0 1 1 RD-B 1 0 0 RI-B 1 0 1 保留 1 1