《计算机组成原理》指令扩展实验设计性实验报告.docx

华北科技学院计算机学院设计性实脸实验报告课程名称计算机组成原理实验学期2011至2012一学年第_三_学期学生所在院部基础部年级2009专业班级计算B09g学生姓名XX学号200909014xx_任课教师席振元实验成绩计算机学院制计算机组成原理课程设计性实验报告开课实验室：计算机组成原理实验室2012年5月日实验题目|指令扩展实验一、实验目的深入了解教学计算机微程序控制器的组成和设计技术，包括Am2910器件的功能与具体用法，教学计算机的总体组成和部件之间的连接方法，总之应该深入理解控制器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。二、设备与环境TEOXP+教学机，微机一台，装有WindOwSXP、ISPLEVER、ispVMSystem等软件。三、实验内容在现有的基本指令系统上，扩展2条指令。四、实验步骤1、扩展的2条指令的格式及功能指令1：格式：ADTWDR功能：DR增2选址方式：寄存器直接选址操作码编码：10100001(Al)微程序步数：微程序入口地址：81指令2:格式：SWRMDR,SR功能：DR与SR的值互换选址方式：寄存器间接选址操作码编码:11101001(E9)微程序步数：微程序入口地址：8A2、指令所对应的微程序一序号指令入口地址下址CI3-0SCC3-0MVR12-0T8-615-3B口A口SSTSSHSCIDC2DCl1ADTWDR8100EO4,33,08,01,10,030304,33,08,01,10,02SWRMDR,SR8A00EO4,30,08,00,00,000EO4,41,00,80,03,000EO1,73,08,00,00,030300,21,00,00,00,13、ABEL语言源程序编辑以及JED文件生成m256cabl源程序修改过程（10步）:1)ADTW=(IR=1AlA0,0,0,1);SWRM=(IR=U,1,1,0,1,0,0,1);指令定义2)MA81=(Y=1A0A0,0,0,1);MA82=(Y=1,0,0,0,0,0,L0);MA8A=(Y=ll,0,0,0,1,0,1,0J);MA8B=(Y=l,0,0,0,l,0,l,l);MA8C=(Y=1,0,0,0,IJAOJ);MA8D=(Y=1,0,0,0,0);/微指令地址定义3)入口地址定义：指令1：81指令2：8ADO=!C_M&(LMAP&(ADTW#SUB#OR#CMP#MVRR#DEC#SHR#JR#PSHF#PUSH#POP#POPF# STRR#LDRR#LDPC#MVRD#CALA#RET)#NXTADDR0&!_PL)&!Bit8;Dl=!C_M&(!_MAP&(SWRM#AND#OR#TEST#MVRR#SHL#SHR#IN_#OUT#POP#POPF#LDRR#LDPC#JMPA#CALA#RET)#NXTADDRl&!_PL)&!Bit8;D2=!C_M&(!_MAP&(ADD#SUB#AND#OR#INC#DEC#SHL#SHR#PSHF#PUSH#POP# K)PF#MVRD#JMPA#CALA)#NXTADDR2&!_PL)&!Bit8;D3=!C_M&(!_MAP&(SWRM#XOR_#CMP#TEST#MVRR#INC#DEC#SHR#SHL#STRR#LDRR# LDPC#MVRD#JMPA#CALA>#NXTADDR3&!_PL)&!Bil8;D4=!C_M&(LMAP&(JRC#JRNC#JRZ#JRNZ#JR#IN_#OUT#PSHF#PUSH#PoP#PoPF# STRR#LDRR#LDPC#MVRD#JMPA#CALA)#NXTADDR4&!_PL)&!Bit8;D5=!C_M&(LMAP&(RET)#NXTADDR5&!_PL)&!Bil8;D6=!C_M&(LMAP&(0)#NXTADDR6&!_Pl5&!Bil8;D7=!C_M&(!_MAP&(SWRM#ADTW*NXTADDR7&！_PL)&!Bit8；4)下地址定义：MA81:00MA82:30MA8A:00MA8B:00MA8C:00MA8D:305)NXTADDR5:=!C_M&(MAo4#MAo5#MAo6#MAo7#MAo8#MAo9#MA()A#MAoB#MAOC#MA()D#MAOE#MAOF#MA10#MA3#MA14#MA16#MA18#MA1A#MA1C#MA1E#MA22#MA24#MA30#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA63#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA82#MA8D)NXTADDR4:=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA()A#MA()B#MA()C#MA0D#MAOE#MAOF#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA1#MA1A#MA1C#MA1D#MA22#MA24#MA30#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA63#MA66#MA69#MA6A#MA82#MA8D)&!Bil8;/条件转移字的定义：MA81:EOMA82:30MA8A:E0MA8B:E0MA8C:E0MA8D:306)CI3:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA89#MA81#MA8A#MA8B#MA8C)&NRST&!Bit8；CI2:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA81#MA8A#MA8B#MA8C)&NRST&!Bit8；CIl:=!C_M&l&NRST&!Bit8;CIO:=!C_M&(MA()4#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MAOE#MAoF#MAl0#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA18#MA1A#MA1C#MA1D#MA1E#MA22#MA24#MA30#MA31#MA82#MA8D)&NRST&!Bit8;/MVR定义：MA81:4MA82:4MA8A:4MA8B:4MA8C:1MA8D:0华北科技学院计算机学院设计性实脸报告_!_MIO00:=!(MA()0#MA0l#MA03#MA()4#MA05#MA06#MA07#MA()8#MA()9#MA0A#MA0B-#MAOC#MAOD#MAOE#MAOF#MAl0#MAl1#MAI2#MAI5#MAI7#MAI9#MAIB#MA89#MAID#MAIE#MA2I#MA23#MA30#MA31#MA81#MA82#MA8A#MA8B);REQOO:=(MA13#MA14);_WE00:=(MAO2#MA14#MA18#MA1C#MA20#MA24#MA8C);7) /I2-0定义：MA81:3MA82:3MA8A:3MA8B:4MA8C:7MA8D:21200:=(MAoB#MAI1#MAI2#MAl4#MAIA#MAIB#MA89#MAIC#MA20#MA24#MA30#MA8B#MA8C);IlOO:=(MAO1#MA()C#MA()D#MA()E#MA()F#MA12#MAI3#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA22#MA23#MA24#MA30#MA31#MA81#MA82#MA8A#MA8C#MA8D)；!IOOO:=!(MAO0#MAO1#MAo4#MAO5#MAo6#MAo7#MAo8#MAO9#MAoA#MAoC#MAoD#MAoE#MAOF#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA24#MA30#MA31#MA81#MA82#MA8A#MA8C);/I8-6定义：MA81:3MA82:3MA8A:0MA8B:1MA8C:3MA8D:1I8(X):=(MAOE#MAOF);1700:=(MAOO#MAO1#MAO4#MAo5#MAo6#MAO7#MAO8#MAoB#MAoC#MAOD#MAOE#MA11#MA14#MA15#MA17#MA1C#MAID#MAIE#MA1F#MA21#MA22#MA23#MA24#MA31#MA81#MA82#MA8C)；!I600:=!(MAO0#MAO2#MAO3#MAO4#MAO5#MAO6#MAO7#MAO8#MAO9#MAoA#MAOB#MAOC#MA()D#MA()E#MA0F#MA10#MAIl#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA18#MA19#MAIA#MAIB#MA89#MAIC#MA21#MA24#MA81#MA82#MA8B#MA8C#MA8D);/I5-3定义：MA81:0MA82:0MA8A:0MA8B:0MA8C:0MA8D:01500:=(MAO6#MAO8#MAOA);1400:=(MAo7#MAo8);1300:=(MAO0#MAo5#MAo7#MAo9#MAOD#MA15#MA21);8) /BA口定义:MA81:8,0MA82:8,0MA8A:8,0MA8B:0,8MA8C:8,0MA8D:0,0B30=(MAo4#MAO5#MAo6#MAO7#MAO8#MAO9#MAOA#MAOB#MAoC#MAOD#MAOE#MAOF#MAl9#MAlc#MA81#MA82#MA8A#MA8C)；B300:=B30&IR7;B20=(MA00#MAO1#MA11#MA15#MA17#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA22#MA23#MA24#MA31);B20():=(!B30&B20#B30&IR6);BlO=0;BlOO:=(!B30&B10#B30&IR5);BOO=(MA00#MAO1#MA11#MA1D#MA1E#MA1F#MA22#MA24#MA31);B(X)O:=(!B30&B()0#B30&IR4);A30=(MAo4#MAo5#MAO6#MAO7#MAO8#MAO9#MAOA#MAOB#MA1A#MA1B#MA89#MA8B);A300:=(A30&IR3);A20=(MA00#MAO1#MA11#MA17#MA1D#MA1E#MA1F#MA22#MA23#MA31);A200:=(!A3O&A2O#A30&IR2);AlO=0;AlOO:=(!A30&A10#A30&IR1);AOO=(MA00#MAO1#MA11#MA1D#MA1E#MA1F#MA22#MA31);AOOO:=(!A30&A00#A30&IR0);9) /SSTSSHSCI定义：MA81:1,1MA82:1,1华北科技学院计算机学院设计性实脸报告MA8A:0,0MA8B:0,0MA8C:0,0MA8D:0,0SST200:=(MAoE#MAoF);SST100:=(MA0E#MA18);SSTooo:=(MAO4#MAO5#MAo6#MAO7#MAo8#MAO9#MAOA#MAoC#MAoD#MAOF#MA81#MA82);SSHOO:=(0);SCIl=(O);SelOOo:=(MAo0#MAo1#MAo5#MAO9#MAOC#MA17#MA1D#MAIE#MA1F#MA23#MA31#MA81#MA82);10) /DC2DCl定义：MA81:0,0MA82:0,0MA8A:0,0MA8B:3,0MA8C0,0MA8D:0,lDC2_200:=(MA00);DC2_100:=(MAoO#MAO1#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MAID#MAIE#MA1F#MA21#MA23#MA31#MA8B);DC2_000:=(MA00#MA01#MAO2#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA23#MA31#MA8B);DC1-200:=(MA01#MA31);DC1_100:=(MAOl#MA11#MA12#MA16#MA30#MA31);DCIj)Oo:=(MAI3#MAl6#MA1A#MA22#MA30#MA8D);生成JED文件的整个操作过程：可以按照以下步骤创建一个新的工程项目，首先运行ISPLEVER软件，并启动工程项目引导器(ISPLEVERProjectNeVigatOr)。(1)文件菜单中，单击新工程项目(NeWPrOjeCt)命令；在ISPLEVER中一个工程项目就是一个设计，每一个工程项目对应一个独立的的目录，它包含所有的源文件、中间的数据文件和结果文件。对于新启动的工程项目引导器，位于左边的源文件(SoUrCeSinProjeCt)窗口中一般仍保存有前一次工程项目文件，在执行(1)步骤前，使用文件菜单中关闭工程项目(Ck)SePrOjeCD命令将其清除掉。(2)在新创建的工程项目对话框中，选择或新建新的工程项目的保存目录，输入工程项目文件名(*syn)或使用默认的工程项目名UntiUed.syn。从ABEL、VHDL、VerilogHDL、EDIF四种工程项目类型(ProjeCllyPe)中选择一种，本文所给例子使用ABEL-HDL描述语言，所以选择ABEL类型，如图1所示。最后单击“保存”按钮，返回到图2工程项目引导器窗口。图1创建新工程项目对话框(3)双击图2中的器件图标，出现器件选择(DeViCeSeIeCtOr)对话框，通过下拉菜单在Family和DeViCe两个选项中选择你所使用的器件，其它选项在选好FamiIy和DeViCe两个选项后会自动配置，不需选择。我们用的是LaltiCeLC4256V器件，因此，FamiIy选项选ispMACH4000,DeViCe选项选LC4256VoivpLETERProject Mavicator - C:XDocuaent» and SettxncvX.Dnt it led. *yn当前源文件进程窗 口，显示在 源文件窗 口被选中 ,文件所能 进行的所 有操作。图2工程项目引导器器件M标源文件窗口2、导入一个已有的源文件(1)在SOUrCe菜单中，单击ImPOrl命令。出现ImPOrtFiIe对话框，双击对话框中的ShiyanI.abl文件，则该源文件出现在工程项目引导器源文件窗口中，如图3所示。图3选择已有的或建立新的源文件也可使用Source菜单中的New命令，创建一个新的源文件。(2)双击图3所示的MACH文本文件图标，出现文本编辑器(TexlEditor),可在文本编辑器中对源文件进行编辑。操作过程和屏幕显示内容从略。3、编译选择图3所示的MACH文本文件(ShiyanLabI)图标，则在图3右侧当前源文件进程窗口中显示所选择的源文件可进行的处理工作，双击CompileLogic任务项，即对源文件ShiyanLabl进行编译。如有语法错误，可根据错误提示进入文本编辑器执行修改操作。如编译通过，系统会在COmPiIeLOgiC任务项前以红色的7”标记。-4、器件引脚分配在源文件ShiyanLabI中直接对引脚进行了定义既可。5、生成JEDEC编程文件(1)在图3左侧源文件窗口中点击器件图标，在右侧窗口中双击JEDECFile任务项。(2)完成后以红色的“V”标记。若有警告信息，则以红色的“!”标记，警告信息一般并不影响JEDEC文件的使用。4、MACH编程启动LaUiCeSemiconductor公司的ispVMSystem软件，弹出主界面。(1)接好教学计算机上在线MACH编程电缆，打开教学计算机电源。(2)通过主界面的SCAN按钮找到在线编程器件，如图4所示。图4找到在线编程器件(3)双击图4中所找到的编程器件LC4256V,窗口显示如图5所示，通过BrOWSe按钮选择已编译好的JED文件(ShiyanLjed),单击0K。图5在线编程操作(4)重新回到主界面，点击GO(CTRL+G)命令进行编程。编程成功后，关闭编程窗口。五、编程验证及结果分析指令1：>20002000:MVRDRl,32002:>E200220020000A0>A20032003:RET2004:>G2000RO=OOOORl=0005R2=0000R3=FFFFSP=2780PC=2000R6=0000R9=FFFFRlO=(M)OORll=FFFFR12=0000R13=FFFFR14=2612R15=FFFFR7=FFFFR8=0002F=Inillll指令2：>A20002000:MVRDRl,212002:MVRDRO,20502004:>E205020500006:6>E200420040808E910>A20052005:RET2006:>G2000R0=2050Rl=0006R2=0000R3=F7FFSP=2780PC=2000R6=0000R9=FFFFRlO=OOOORll=DFFFR12=0000R13=FFFFR14=2612R15=FFFFR7=F7FFR8=0000F=llllllll六、总结与体会教师评价评定项目ABCD评定项目ABCD基本部件原理清楚操作熟练微指令设计合理解析完整微程序功能正确文字流畅脸证程序运行正确报告规范其他：评价教师签名：年月日