计算机接口课程设计实验报告..doc

计算机接口技术课程设计报告 班级： 专业： 学号: 姓名: 报告目录结构： 一、实验目的 二、实验要求 三、课程设计使用的设备（环境） 四、实验原理： 五、实验内容及大概步骤 六、实验结果 七、总结分析与心得 一、实验目的 1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系； 2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整 机系统的概念； 3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。 二、实验要求 针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。 三、课程设计使用的设备（环境） 1．硬件 ? COP2000实验仪 ? PC机 2．软件 ? COP2000仿真软件 四、实验原理： 1.该模型机指令系统的特点：? ①?总体概述? COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM，以及中断控制电路、跳转控制电路。其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现，其它电路都是用离散的数字电路组成。微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。? ???模型机为8位机，数据总线、地址总线都为8位，但其工作原理与16位机相同。 模型机的指令码为8位，根据指令类型的不同，可以有0到2个操作数。指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器，在微程序控制方式中，用指令码做为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。而在组合逻辑控制方式中，按时序用指令码产生相应的控制位。在本模型机中，一条指令最多分四个状态周期，一个状态周期为一个时钟脉冲，每个状态周期产生不同的控制逻辑，实现模型机的各种功能。模型机有24位控制位以控制寄存器的输入、输出，选择运算器的运算功能，存储器的读写。 模型机的缺省的指令集分几大类： 算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入/输出指令。 ② 模型机的寻址方式： 微指令控制信号的功能? 计算机中实现乘法和除法的原理 （1）无符号乘法 ①实例演示（即，列4位乘法具体例子演算的算式）： 被乘数为1001（二进制），即为十进制的9；乘数为0110（二进制），即为十进制的6。那么，可以通过笔算得到： 1001×0110 即十进制运算结果为： 9×6=54 无符号乘法的实例演示如图1所示： ②硬件原理框图： 实验内容及大概步骤 （1）无符号乘法 硬件功能分配 符号乘法对应于COP2000实验仪的硬件具体分配使用情况如下表所示： 表* 无符号乘法的硬件分配情况 COP2000设计新的指令集及微指令 表* 无符号乘法和除法的新指令集 表* 无符号乘法的新微指令集 用设计完成的新指令集编写实现无符号二进制乘法、除法功能的汇编语言程序 4位乘法的算法流程图与汇编语言程序清单： MOV R0,#00H ；初始化部分积 MOV R1,#09H ；初始化被乘数 MOV R2,#06H ；初始化乘数 LOOP :TEST R2,#0FH ；测试乘数是否为0 JZ LAST