微程序设计2 设计一条加法指令.doc

实 验 报 告 实 验 人： 学 号： 日 期： 2011-12-15 院（系）： 信息科学与技术学院 专业（班级）： 10级信息安全专业 实验题目： 设计一条加法指令 实验目的 了解和掌握微程序控制器的组成和工作原理; 进一步了解和掌握计算机各部分的组成及相互关系； 了解微指令的执行过程，掌握微程序的设计方法，理解动态微程序设计的概念； 进一步认识和掌握计算机各指令的执行过程，搞清楚计算机的运行原理。 实验内容 把用绝对地址表示的内存单元ADDR1的内容与内存单元ADDR2的内容相加，结果存到ADDR1单元中。 实验器材 TEC-2实验计算机、电脑各一台 实验分析与设计 指令格式 指令格式： D4XX ADDR1 ADDR2 指令功能 功能： [ADDR1] + [ADDR2] → [ADDR1] 设计分析 取每个加数要访问两次内存，第一次是取得加数所在的内存地址的值(MEM→AR), 第二次是取得加数本身并保存在Q寄存器中（MEM→Q）。注意，取第二个加数的时候，第一次仍是MEM→AR，而第二次MEM+Q→Q的同时也把加法给完成了。相加的操作是MEM+Q→Q。MEM是从内存中取得的第二个加数的值，左边的Q是刚才取得的第一个加数的值。他俩相加的和传给Q寄存器，覆盖掉了Q寄存器刚才保存的值（第一个加数）。现在Q寄存器中存有加法的运算结果，最后的工作是把这个结果写到内存单元[ADDR1]中去。如果AR或者PC指向[ADDR1]的话就好办了，而现在AR已经到了[ADDR2]处，PC已经到了[ADDR2+1]处，而且又不知道如何让寄存器的值减一。通过老师的提示知道了利用IP寄存器可得ADDR1在内存的地址。IP正好还处在[ADDR1-1]。显然，让IP+1就得到了[ADDR1]。微指令是IP+1→AR以及MEM→AR，这时AR的值为第一个加数所在的单元[ADDR1]。现在Q的值是运算结果，AR的值是运算结果要传给的内存地址。显而易见，最后一步就是“存储器写”操作Q→MEM。 微程序 100：PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402 101：MEM→AR： 0000 0E00 10F0 0002 102：MEM→Q： 0000 0E00 00F0 0000 103：PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402 104：MEM→AR： 0000 0E00 10F0 0002 105：MEM+Q→Q： 0000 0E01 00E0 0000 106：IP+1→AR： 0000 0E00 9030 6402 107：MEM→AR： 0000 0E00 10F0 0002 108：Q→MEM，CC#=0： 0029 0300 1020 0010MOV R1，900 0802：MOV R2， 0804：MOV R3，100 0806：LDMC ；加载微码指令，将微码指令加载到微控制存储器中 0807：RET 0808： G800↙ 运行程序段 A820 0820：MOV R0，0020822：MOV R1, 000824：MOV [0890]，R0 0826：MOV [0891]，R1 0828：NOP 0829：NOP 0830：NOP 0831：RET E828 输入以下内容： D400 0890 0891 指令格式： D4 X SR ADDR 指令功能 功能： [ADDR] + SR → [ADDR] 设计分析 在读取地址ADDR单元内容后暂时放置于Q寄存器中，然后将SR(R8)与Q寄存器内容相加，其结果也暂存放在Q寄存器中，此时，由于地址寄存器AR中存放的恰好是地址ADDR，因此只要将Q寄存器内容写入存储器就可以完成所需的指令功能。 微程序 100：PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402 101：MEM→AR： 0000 0E00 10F0 0002 102：MEM→Q： 0000 0E00 00F0 0000 103：Q+SR→Q： 0000 0E01 8080 0080