计算机组成原理课程设计报告江苏大学适用于软件工程.docx

计算机组成原理课程设计报告江苏大学适用于软件工程.docx

《计算机组成原理课程设计报告江苏大学适用于软件工程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成原理课程设计报告江苏大学适用于软件工程.docx（71页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

计算机组成原理课程设计报告江苏大学适用于软件工程

江苏大学

《计算机组成原理》课程设计报告

专业名称：

软件工程

班级学号：

软件1001

学生姓名：

张建彬

指导教师：

杨旭东

设计时间：

2012年6月11日——2012年6月20

第一天取操作数微程序的设计和调试

、设计目标

设计并调试取操作数的微程序

、取操作数微流程

004

取源操作数入口

5:

M—mARi,Q

008

寄存器寻址寄存器间接寻址变址寻址

立即/直接/间接/相对寻址

00A

PCoe,ARce

T

00C

ARoe:

RD,DRcePCinc

00D

DRoe,Ace

i

F

00E

GRSoe

ADD,SV

00B

PCoe,ARce

00F

ARoe；RD,DRce:

PCinc

6:

M—mAR2,i

010

相对

间接

010

DRoe,Ace

011

PCoeADD,SV

直接

立即

009

GRSoe,ARce

017

Soe,ARce

012

DRoe,ARce

F

013

ARoe:

RD,DRcez

014

DRoe,ARce

008

GRSoe,TRce

0:

NA—rnAR

006

015

ARoe:

RD,DRcez

1

016

DRoe,TRce

0:

NA—mAR006

进入取目标操作数

006

取目的数入口

5:

MfmAR1,0018

寄存器寻址寄存器间接寻址变址寻址

直接/间接/相对寻址

01A

PCoe,ARce

01C

ARoe:

RD,DRcePCinc

1

r

01D

DRoe,Ace

1

T

01E

GRSoe

ADD,SV

相对

019

GRSoe,ARce

018

GRSoe,Ace

0:

NAfmAR007

01B

PCoe,ARce

01F

ARoe',RD,DRce',PCinc

6:

MfmAR2,1020

020

DRoe,Ace

021

PCoeADD,SV

027

Soe,ARce

1

r

025

ARoe',RD,DRce'

1

r

026

DRoe,Ace

0:

NAfmAR

007

EXEC

间接

022

DRoe,ARce

1

023

ARoe',RD,DRce'

024

DRoe,ARce

直接

三、测试程序、数据及运行结果

1、

测试内容：

立即寻址，直接寻址

运行数据：

内存地址（H）

机器码（H）

汇编指令

0000

077A5678

0010

MOV#5678H，0010H

运行结果及分析:

M

耳

r

bn-

□□口匚厂匚匚匚□□□□□□□□口回_

zifiSJ^zii^izi

IB

1-

廿

I*

Lit

IJK

A

S.-

EEK

tuni

屜

sr

團蕩皿

ODQD

QQy

DOJ

邮

tuoo

IJOCD

wee

a

uuco

3J

rpyr

MO

口皿

CCQ：

>

coco

mo

coco

a

如co

X

ozrminq

mr*

QQ）

um

urn

mo

mon

TOD

men

Q

ipgrn

3T

如期刚

rm

□01

D00

OTTfc

cm

Doac

WCd

[XKD

wco

g

WX

3J

sgcKioop

0DQ1

m

DQO

0TTA

S7HTA

poqo

COEO

DOQD

coco

g

moo

3>

au&MiO

FPJT

001

om

om

o™

ooac

000（1

DOW

oooo

a

oam

3F

MEXttCOfi

00£

001

OTTfc

S51&

noao

COCO

COCD

OOM

a

MX

进

创血JdB

rm

no?

oni

OTTi

561B

saie

cooo

MED

■MCO

0

men

3T

socoomp

ooo?

■oce

D01

arvA

SCTB

mm

ODD

■core

0

ooco

打

s備m

H7F

血

om

S6TE

saw

coco

KCD

coco

a

厲IS

3?

noto

oca

DU?

am

DOW

口］曲

□ODD

mcc

a

anco

bcm毘6

HIT

OKJ

DL0

UTTA

row

co吨

DUJD

■-UJJ

a

SB

MntMClDT

TFkT

□C3

□LQ

am

core

men

co:

o

a

iM3Q

mLmBnD

FBJT

DL1

om

5Tftl

SfiTB

HAI

OED

m:

o

a

DOLU

3J

HJT

OC3

DLO

-hi-

JTftl

COCO

roco

a

moo

oacKcrrs

5B73

aooi

DLOi

am

刃腔

TTXI

okd

co:

o

a

moo

3?

ajc®ri：

ii：

i

FM

oco

OLO

0?

T*

SGTO

S6TO

HU

COJD

（0'Ll

0

qxn

3F

oacoxoi

代FT

口g

DLO

DTTA

S7B

56T«

TTM

coco

a

oaoo

3J

从微地址可以看出，先是取指令001->002->003->004,再是取源操作数，

004->00B->00F->016->006，是立即数寻址方式，再是取目的操作数，

006->-01B>01F->024->025->026->007，是直接寻址方式，最后是执行阶段，

007->044->047->072->000，将结果mov到内存里。

测试内容：

立即寻址，寄存器

运行数据:

内存地址（H）

机器码（H）

汇编指令

0000

07615678

MOV#5678H，R1

运行结果及分析:

li.

mo...

（JGDO斑IQJD

1

002

血…

OCDOQT61QUC

L

0Q3

010...

（TOOOKI011D

1

004

ooo...

wo..

DODO（Ji610；10呱）1那0：

]D

1

1

003

OO?

0001..

0CD1K73OLID

L

016

ODD...

OODOK73OLID

1

006

OOD...

OQDO5:

7001J0

:

咖

沏5:

7a

DD

oiQ1

74

Julo-o

JJn:

临

04

p-n-J-

-

EJ

D

flu

Jj

K

7a

oI

.^u

oo

U

怕

IB

北

TE

AS

ssoc

ME

GBS

F?

JF

OJO

JOO

〔OK

:

ooo

（DOO

QB

COM）

JOOC

0

m

□oo则

列I

QJl

IDO

C30C

CTfil

（SCO

OOGO

ooco

JDOC

&

ooco

ODOO^f

FJPF

OIL

100

c?

6i

[Tfil

mco

moo

on

jrac

&

ooro

JD08000J

0»l

ODO

Cl&l

[7BI

（ODO

俪

ooco

咂

0

血©

唧伍珈

F?

Jf

OIL

901

C7G1

F761

DODO

OOOO

OOH）

1000

o

顺

JDODUCe

帥E

0J2

JD1

C76i

:

67B

roco

ooeo

ooco

JDOC

&

OOCQ

OD（n^f

FJfF

012

101

crei

56?

S

oooo

oooo

）000

1

OOCO

沏曲

HOD

0J2

DOI

C?

&1

S673

OOEO

00（0

3000

j

m

F/JP

0J2

叩1

砒1

9675

珈

COED

0000

1

顺

ioOOEtf

PPf

咲

JD1

C7&1

湫

3673

（ODO

m

JEW

]

m

88（B7rC

EE7E

肌

101

CT61

駅TE

K?

8

moo

mm

1000

:

coco

mm

郎

0】2

则

C761

俪

5678

COEO

m

]

场&

E3G330CC

H02

012

呱

凤1

5670

珈

m

coco

ODOQ

i

9GTO

IF

3?

■j

卫

IF

於

3?

耳

IF

JF

3?

3?

从微地址可以看出，先是取指令001->002->003->004,再是取源操作数,

004->00B->00F->016->006,是立即数寻址方式，再是取目的操作数，006->018->007

是寄存器寻址方式，最后是执行阶段，007->044->046->000，将结果mov到寄存器里。

由GRS可以看出最终结果由0000变成了5678。

四、设计中遇到的问题及解决办法

才开始的时候，对软件的应用不是很熟悉，遇到一些麻烦，在同学的帮助下，解决了软件应用问题。

第二天运算指令的微程序设计与调试

、设计目标

设计并调试运算指令的微程序。

、运算指令微程序入口地址

指令助记符

指

令编码

入口地址（H）

F

EDCB

A

9

876

5

43210

MOV

src,dst

0

0

0

0

0

1

源地址码

目的地址码

044

ADD

src,dst

0

0

0

0

1

0

源地址码

目的地址码

048

ADDC

src,dst

0

0

0

0

1

1

源地址码

目的地址码

04C

SUB

src,

0

0

0

1

0

01

源地址码

目的地址码

050

dst

SUBB

src,dst

0

0

0

1

0

1

源地址码

目的地址码

054

CMP

src,dst

0

0

0

1

1

0

源地址码

目的地址码

058

AND

src,dst

0

0

0

1

1

1

源地址码

目的地址码

05C

OR

src,dst

0

0

1

0

0

0

源地址码

目的地址码

060

XOR

src,dst

0

0

1

0

0

1

源地址码

目的地址码

064

TEST

src,dst

0

0

1

0

1

0

源地址码

目的地址码

068

INC

dst

0

0

0

0

0

0

1

000

1

目的地址码

0A4

DEC

dst

0

0

0

0

0

0

1

001

0

目的地址码

0A8

NOT

dst

0

0

0

0

0

0

1

001

1

目的地址码

0AC

三、运算类指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微命令

BM

NA

注释

0000080

OP

指令执行入口

007

0

4

XXX

9870006

TRoe,ADD,See,PSWce

ADD

048

F

0

06F

98B0006

TRoe,ADDC,SV,PSWce

ADDC

04C

F

0

06F

98F0006

TRoe,SUB,SV,PSWce

SUB

050

F

0

06F

06F

00000E7

0

7

070

存结果

070

6800000

0

Soe,GRSce

0

000

ALU运算，结果

送寄存器

071

6003007

2

Soe,DRce

0

072

结果送存储器

072

0005200

0

DRoe',ARoe',WR

0

000

四、测试程序、数据及运行结果

1、

测试内容：

ADD运算

运行数据：

内存地址（H）

机器码（H）

汇编指令

0000

07615678

MOV#5678H，R1

0002

0B61F000

ADD#F000,R1

运行结果及分析:

魁些址

£

DW-

n

KI

Do

ll_

匸

7?

b

sDTo

rc

ET圧

o

u

_u

7t

i-i

-u

n

b

n-

n

rt

r=

B

7

7=ID

o

Lor

TD

5ST

oo

B:

T

B

rr

95

DO

Du

rnrrnrTm

coco

QV

H-■:

!

Li

euel5

8@■-IzI

55

uf

uu此

ILIL-J_?

■T-l1.on_h

B-nn

77

L-IIooFfFFEecljlxlnnQFMJ

Mncracft'MocOJB临Mcrnnc

ggororn'nrlocQO.QO.ocl.acl.曲00.1=-ODOOnnoo-uoO口口心

CO血勺303

CO直ID爼*JOMOmFcoffigriornmomaco咖】g5CM0D0?

COX03J0COJQOZ4&

TBPC

OD

Ko

oQD88

flo77

9656

TE

a

0卫

（TO

07T]

0B9C

0D3

■00?

cnmovtn

mr

003

o

帔1

sniMflniF

QDQ3

。

田

nrr

叮沪1

LOEfi4CJ0

FFP?

003

020

0BB1

IOIOQOQ6'

FWO

004

0J3

CK1

comax]s

FFFF

0D4

033

叮吧】

sirnojor

5578

0D4

□33

i0E£]

COXQaJU

FEBF

0D4

□J3

iUKzi

fuiu

urn

（EH

CKJ

COMORO

jwy

ODC

■0»]

003

cm

OOEHODOL

TFPF

ODa

003

10护]

d*JUQJU0lO30O：

OL

B

kffi'PJ

（MBO

QQOO

D

0000

3f

0（X10

omo

1

S&7B

3F

ooao

DDOO

1

3F

□ma

DDOO

1

sbte

uuuu

（ILUU

1

56rs

oroi

1

56TS

询8

1

omi

I

4ATS

t.Ys

从微地址可以看出，第一阶段先是取第一条指令（MOV#5678H,R1）

001->002->003->004,再是取源操作数，004->00B->00F->016->006，是立即数寻址

方式，再是取目的操作数，006->018->007，是寄存器寻址方式，最后是执行阶段，

007->044->046->000，将结果mov到寄存器里。

在GRS可以看出由0000变成了5678。

第二阶段先是取第二条指令（ADD#F000,R1）001->002->003->004,再是取源操作数，

004->00B->00F->016->006，是立即数寻址方式，再是取目的操作数，006->018->007，

是寄存器寻址方式，最后是执行阶段，007->048->04F->070->000，是ADD运算，结

parameterDATAWIDTH=16）

（inputwire[DATAWIDTH-1:

0]data_IB,inputwire[DATAWIDTH-1:

0]data_DB,inputwireclk,inputwireDRce_IB,inputwireDRce_DB,inputn_reset,outputreg[DATAWIDTH-1:

0]q）;

always@（posedgeclkornegedgen_reset）begin

if（!

n_reset）

q=0;

elseif（DRce_IB）q=data_IB;

elseif（DRce_DB）q=data_DB;

endendmodule

3、顶层模块设计（自己增加的设计部分）

//TR

//TR寄存器的实例化

R#（DATAWIDTH）TR（.q（TR_out）,.d（IB）,.clk（clock）,.ce（TRce）,.n_reset（n_reset））;buffer#（DATAWIDTH）reg_buffer（.q（IB）,.d（TR_out）,.oe（TRoe））;

//AR

//AR寄存器的实例化

R#（DATAWIDTH）AR（.q（AR_out）,.d（IB）,.clk（clock）,.ce（ARce）,.n_reset（n_reset））;

buffer#（ADDRWIDTH）AR_AB（.q（AB）,.d（AR_out）,.oe（ARoe_AB））;

buffer#（ADDRWIDTH）AR_IB（.q（IB）,.d（AR_out）,.oe（ARoe_IB））;

//IR

//IR寄存器的实例化

R#（DATAWIDTH）IR（.q（IR_out）,.d（IB）,.clk（clock）,.ce（IRce）,.n_reset（n_reset））;

//PC

PCPC（.d（IB）,.q（PC_out）,.n_reset（n_reset）,.clk（clock）,.ce（PCce）,.PCinc（PCinc））;

buffer#（DATAWIDTH）PC_buffer（.q（IB）,.d（PC_out）,.oe（PCoe））;

//DR

DR#（DATAWIDTH）

DR（.q（DR_out）,.data_IB（IB）,.data_DB（DB）,.clk（clock）,.DRce_IB（DRce_IB）,.DRce_DB（DRce_DB）,.n_reset（n_reset））;

buffer#（DATAWIDTH）DR_DB（.q（DB）,.d（DR_out）,.oe（DRoe_DB））;

buffer#（DATAWIDTH）DR_IB（.q（IB）,.d（DR_out）,.oe（DRoe_IB））;

三、验证

1、

测试内容：

ADD运算

运行数据：

内存地址（H）

机器码（H）

汇编指令

0000

07615678

MOV#5678H，R1

0002

0B61F000

ADD#F000,R1

削配L

0D1oreOLQQMOQEOOFOL6amOtflocnim吨OKODiOCQ「1十ow呃OOF016aosoteOCTU4HOBf

2MOCOO2OOTMOmCLUUD^uqurcflcoflaomaokuBS4G0L0O7umuiuujOUJUuKltrBtlDU.llUJacco:

ooj2maroa?

noaiwmcrnmifMQCOO09gCCSOTOTOLU6SC&0TECOZOO5omai^i：

a54001007（Moceoo

ULCUJO-'J

TCtMHWJ刚刚

心斶叽UJQULn

MLn&m

OTJQ

厂芒TarafzzztR±b±t=tttllldo66b6BEmLIj

1!

卩广F.1&1虫a=『T）3B冃AAG商EE:

DlDIl^rEEoonnu

DC

Fll

-h-一二

-n

S.

370C

0000

omo

nam

OCT

omo

owo

OOLO

ouuo

ocoo

<0000

tm

oao

OOOT

UDUO

oxo

■0000

ooao

ODOO

acco

omo

oino

o^ao

0000

0000

ODXO

IIUCO

ODDO

OLJOO

■UCEU

0000

uaau

uuuu

UUJU

ouuu

oooo

0000

ocao

ODCC

0090

ocoo

acco

ooao

0000

dim

onio

nmn

ooco

OOkiQ

OCQQ

OTOO

QBQ

QDQQ

□ODDCDOD

□□□a

Tf

ODMooaonooooooa

□0TS7S角昶丹TOlfflTBww西

&.bbb-K-fiflurH6&口5G5bb55WJc>55

-u

cc

o

o

-u

til

ootnDOm皿oo