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1、JUC2课程设计44887教程文件JUC2课程设计44887计算机组成原理课程设计报告JUC2模型机的微程序设计姓名学号专业计算机科学与技术指导教师肖铁军江苏大学计算机学院 2014 年 6 月 30 日1 熟悉微程序的设计和调试方法1.1 目标要求(1) 掌握微程序的设计方法(2) 熟悉利用调试软件运行、调试微程序的方法1.2 微程序设计1.2.1 取指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900020080001100020000001PCoe, ARce00100069002000012110002ARoe, RD, DRce,

2、 PCinc002CC000003630000000003DRoe, IRce00300000404000000002004BM21.2.2 取目的操作数的微程序设计(1) 直接寻址的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902C20080033100020000033PCoe, ARce03300069034000012110034ARoe, RD, DRce, PCinc034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012000036ARoe, RD, DRce036D400000764000

3、0000007DRoe,TRce1.2.3 执行阶段的微程序设计(1) INC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90711A700E50009300040050INC,SVce,PSWce(2) 保存运算结果的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905068000200320000000051Soe,GRSce05160030052300003000052Soe,DRce05200052200 5 0 0 001020000ARoe,DRoe,WR（3）JMP指令的微程序微地址(

4、H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9070A4000200510000001000ARoe,PCce1.3 调机程序设计程序 110030: 0460; INC 0040H0031: 0040; 0032: 0420; JMP 0030H0033: 0030;程序1-2 0030： 0460； INC FF02H 0031: FF02;程序1-3 0030： 0480； DEC R01.4 运行调试运行调试记录表举例：1.5小结通过本次上机试验，我掌握了微指令编码与指令编码的翻译方法，而且对取指令等操作的过程中各个寄存器的变化有了更加清晰的了解。2 双

5、操作数指令的设计与调试2.1 目标要求完成双操作数指令的微程序设计和验证；去源操作数阶段和去目的操作数阶段相关寻址方式的微程序设计和验证，2.2 设计任务2.2.1 取源操作数(1) 立即寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900400000A080000000 00 008BM=500B20080012100020000012PCoe,ARce01200069016000012110016ARoe,RD,DRce,PCinc016D0000006640000000006DRoe,TRce(2) 直接寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H

6、)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900C200800131000200 00 008PCoe,ARce01300069014000012110012ARoe,RD,DRce,PCinc014C0080015000012110016DRoe,ARce01500061016640000000006DRoe,TRce(3) 间接寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900D200800171000200 00 017PCoe,ARce01700069018100020000018ARoe,RD,DRce,PCinc018C0080011

7、9600020000019DRoe,ARce01900061014640000000006ARoe,RD,DRce,2.2.2 取目的操作数(1) 寄存器寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902854000007250000000006GRSoe，Ace(2) 寄存器间接寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902940080035250000000035GRSoe，Ace03500061036640000000036ARoe,RD,DRce,036D4000007650000000007D

8、Roe, Ace2.2.3 执行阶段(1) MOV指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904194000040650000000040DRoe, Ace04000300E50000300000050SVce,(2) SUB指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904498F00E50463300000050TRoe,SUB,SV,PSWce2.3 调机程序设计程序2-1 ，2-20030: 1620; MOV #0101,0040H0031: 0101; 0032: 0040;

9、 0033: 4620; SUB #FFFF,00400034: FFFF;0035: 0040程序 2-30030: 1801； MOV FF08H,R10031： FF08;0032： 1060; MOV R1，FF02H0033： FF02;程序2-40030: 4A20; SUB (0020H),0040H0031: 0020;0032: 0040;0040：0003程序2-50030： 1608；MOV #0101 (R0)0031: 0101;2.4 调试结果2.5 小结通过本次上机实验，我掌握了mov指令与sub指令的程序设计，并且也初步了解LED灯的相关的知识点。3 条件转移指

10、令的设计与调试3.1 设计目标为CPU扩充转移指令，完成转移指令的微程序设计与调试。3.2 设计任务3.2.1 取目的操作数(1) 相对寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902F2008003D10002000003DPCoe, ARce03D0006903E00001211003EARoe,RD,DRce,PCinc03ED400003F65000000003FDRoe, Ace03F20700032101300000032PCoe,ADD ,SVce03260080035300020000035Soe,ARce0350006103600

11、0012010036ARoe,RD,DRce,036D4000007650000000007DRoe, Ace3.2.2 操作指令(1) CMP指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904998F00200463300000000TRoe,SUB,SVce,PSWce(2) JC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906800000626000000000026BM=302600000200000000000000027A4000200510000000000ARoe，PCce

12、(3) TEST指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904A99700200465300000000TRoe,AND,SVce,PSWce(4) JNZ指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906D00000626000000000000BM=3027A4000200510000000000ARoe，PCce3.3 调机程序设计程序3-1,3-2，3-3,3-40030： 1601；MOV #0001,R1;0031: 0001;0032: 9601; CMP #0001,R1

13、;0033: 0001;0034: 0220; JC 0040H;0035: 0040H;0036: 1620; MOV #0001H,FF01H;0037: 0001H;0038: FF01H;0040: 1620; MOV #0080H,FF01H;0041: 0080;0042: FF01;程序3-50030： 1601；MOV #0001,R1;0031: 0001;0032: 9601; CMP #0001,R1;0033: 0001;0034： 0238； JC disp0035： 000A;0036: 1620; MOV #0001H,FF01H;0037: 0001H;0038

14、: FF01H;0040: 1620; MOV #0080H,FF01H;0041: 0080;0042: FF01;程序3-60030： 1601; MOV #0002，R1;0031： 0002;0032： A601; TEST #0002，R1;0033： 0002;0034： 0360; JNZ 0040H;0035: 00400036: 1620; MOV #0001H,FF01H;0037: 0001H;0038: FF01H;0040: 1620; MOV #0080H,FF01H;0041: 0080;0042: FF01;3.4 调试记录3.5小结通过本次上机实验，我清楚了J

15、C,TEST,CMP等指令操作的过程，并且同时也了解到JC,JNZ指令的跳转条件，实现了CPU转移指令的扩充。4 移位指令的设计与调试4.1 设计目标为CPU扩充移位指令，完成移位指令的微程序设计与调试。4.2 设计任务4.2.1 操作指令(1) SHR指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906318100E50060100007050SRce，PSWce(2) ROL指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906418200E50060200007050SLce，PSWce4.

16、3 调机程序设计程序4-1.4-20030： 1600； MOV #0001,R0;0031: 0001;0032: 00C0; SHR, R0;0033: 0238; JC FFFDH;0034: FFFD;程序4-3,4-4,4-50030： 1601；MOV #0505，R1;0031： 0505;0032： A601; TEST #0001，R1;0033： 0001;0034： 0338; JZ 0003;0035： 0003;0036： 0101; ROL,R1;0037： 0420; JMP 0032H;0038： 0032;程序4-60030： 1600； MOV #0001，

17、R0;0031; 0001;0032: 1060; MOV ,R0,FF01H;0033: FF01;0034: 9600; CMP #0100,R0;0035: 0100;0036: 0338; JZ 0006;0037: 0006;0038: 0100; ROL,R0;0039: 0420; JMP 0032H;0040: 0032;4.4 调试记录4.5 小结通过本次上机实验，完成了CPU移位指令的扩充，同时也更深一步的接触到LED灯工作的原理及过程。独立的写出了任务4所需的程序，是我这次上机最大的收获。5 堆栈相关指令的设计与调试5.1 设计目标为CPU扩充PUSH，POP，指令，完成

18、微程序设计。5.2 设计任务5.2.1 操作指令(1) 指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907803000084080000000084SPdec084E0080085700020000085SPoe，ARce08503000051000300000051SVce(2) POP指令的微程序（非寄存器）微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907900000E8C00000000008EBM=708E0006108F70002000008FSPoe，ARce08FD400008A6500

19、0000008ADRoe,Ace08A00300050000300000050SVce(3) POP指令的微程序（寄存器）微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F908DB0000090540000000090ARoe,TRce090E0080091700020000091SPoe，ARce09102C6109200B011010092SPinc,ARoe,DRce,RD0928008009340002000093TRoe,ARce09300052200000011020000ARoe,DRoe,WR(4) CALL指令的微程序微地址(H)微指令(H

20、)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907A0300009A08000000009ASPdec09AB000009B54000000009BARoe,TRce09BE008009C70002000009CSPoe，ARce09C2003009D10000300009DPCoe,DRce09D0005209E00001102009EARoe,DRoe,WR09E84000001410000000000TRoe,PCce(5) RET指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905A000000940000000000

21、94BM=0094E0080095700020000095SPoe，ARce09502C6109600B011010096SPinc,ARoe,DRce,RD096C4000000610000000000DRoe,PCce5.3 调机程序设计程序5-1,5-2,5-30030: 1600; MOV,#0041,R0;0031: 0041;0032: 0600; PUSH R0;0033: 0620; PUSH 0040H;0034: 0040; 0035: 0648; POP (R0); 0036: 0641; POP R1; 0040: 0420; 程序5-4，5-5 0030: 06A0; CALL,0040; 0031：0040; 0032: 1601; MOV #0505,R1; 0033; 0505; 0040: 1