指令扩展设计计算机组成原理课程设计.doc

计算机科学学院 课程设计报告 课程 计算机组成原理 题目 的实现（指令扩展） 年级 2009级 专业 计算机科学与技术 学号 学生 多啦小鹏 任课教师 2012年 2月 28日 课程设计题目 的求值（指令扩展） 验收 时间 2012年2月2日 课 题 设 计 方 案 1、课题设计方案 1.1、基础知识和熟悉平台 首先、熟悉平台，了解设计指令的平台操作和各个部分模块功能，如图： 微命令写入到ROM中模块： 测试查看当前微指令地址等各寄存器的值： 扩展指令，学习指令的格式，类型，寻址方式为后面实践动手打下理论基础，教学机器指令格式如图： 操作码 DR SR I/O端口地址/相对偏移量 立即数/直接内存地址/变址偏移量 根据不同的标准，16位机的指令可划分为不同的指令： ①指令长度区分，有单字指令和双字指令，也允许定义和使用三字指令。 ②操作数的个数，有双操作数指令、单操作数指令和无操作数指令。 ③寻址方式区分，寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址、变址寻址、相对寻址等寻址方式。  课 题 设 计 方 案 微指令是由微命令和下地址两个字段组成的，所以要进一步了解微命令。微命令控制信号等各个部件的联系。要知道了各个控制位的功能。了解和学习基础知识，又熟悉了仿真软件的使用，可以进行下一步找出问题，设计指令解决问题。 1.2、问题设计与分析 问题提出实现的求值，即=2+2+2+……+2 实现文字描述：把1放到DR和R11中，n值（即SR中的数值）放到寄存器R14中，R14控制循环次数，进入扩展的指令时要保存R5即PC值到R15寄存器，当指令结束时用于恢复PC值。将R11中的值乘以2，循环一次，结果加上DR中的值放入到DR中。 1.3、指令设计过程 指令常用类型（只写出部分类型） 平台 种类 操作数 长度 指令格式 指令举例 TEC 2000 16位 1 2 1 OP DR,SR OP DR,[SR] OP [DR],SR add R0,R1 ldrr R2,[R3] strr [R4],R5 23 1 1 OP [DR],0000 dec R0 41 2 2 OP DR,ADDR OP DR,DATA OP ADDR,SR ldra R0,1000h mvrd R1,2000h stra 3000h,R2 我们选用指令类型41，两个操作数，OP DR，DATA。将 1.2中的文字说明转换为表格形式，说明数据流向和操作。如下图： 编号 数据即操作 1 DATA 放入到DR中 2 DATA放入到R11中 3 DATA放入到R14 4 DR减去R11结果到R1 5 将DR值加1，即置1 6 R11减去R14结果到R1 7 R11加上1结果到R11 8 将R5值放入到R15中 9 将R14自减1 10 判断是否跳转且恢复R5 11 将R11中的数左移1位 12 将R11加到DR中  课 题 设 计 方 案 1.4、指令详细说明 参数设置：文件名称为：zpzp.asm 设置指令名称，类型，入口地址。 文件（zpzp.asm） 地址 功能 下址 地址 功能 下址 4a push 5e pop 17 4b R11 5f R15 1c 4c push60 pop 4d R1461 R14 4e push62 pop 核心微命令: 地址 功能 下址 50 1D mvrd 51 DR--SR 52 R11--SR 53 R14--SR 54 sub DR-R11 55 inc DR+1 56 sub R11-R14 57 inc R11+1 58 R15--R5 59 dec R14 5a jrnz 且 R5--R15 5b shl R11 5c add R1+R11 01011