微程序控制系統(tǒng)器 實(shí)驗(yàn)資料報(bào)告材料

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1、word 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 專業(yè)名稱 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 課程名稱 計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu) 項(xiàng)目名稱 微程序控制器實(shí)驗(yàn) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 同組人員 無(wú) 實(shí)驗(yàn)日期2015-11-11 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.掌握微程序控制器的組成原理； 2.掌握微程序的編制、寫入、觀察微程序的運(yùn)行情況。 二、實(shí)驗(yàn)邏輯原理圖與分析 2.1 實(shí)驗(yàn)邏輯原理圖與

2、分析 微程序控制器的根本任務(wù)是完成當(dāng)前指令的翻譯和執(zhí)行，即將當(dāng)前指令的功能轉(zhuǎn)換成可以控制硬件邏輯部件工作的微命令序列，以完成數(shù)據(jù)傳輸和各種處理操作。它的執(zhí)行方法就是將控制各部件動(dòng)作的微命令的集合進(jìn)展編碼，即將微命令的集合仿照機(jī)器指令一樣，用數(shù)字代碼的形式表示，這種表示稱為微指令。這樣就可以用一個(gè)微指令序列表示一條機(jī)器指令，這種微指令序列稱為微程序。微程序存儲(chǔ)在一種專用的存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器稱為控制存儲(chǔ)器，如如下圖： 微程序控制器組成原理框圖 控制器是嚴(yán)格按照系統(tǒng)時(shí)序來(lái)工作的，因而時(shí)序控制對(duì)于控制器的設(shè)計(jì)是非常重要的，從前面的實(shí)驗(yàn)可以很清楚地了解時(shí)序電路的工作原理。本實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)序單元來(lái)

3、提供，分為四拍TS1、TS2、TS3、TS4。 在微程序控制器的組成中，控制器采用3片2816的E^2PROM，具有掉電保護(hù)功能，微命令存放器18位，用兩片8D觸發(fā)器〔273〕和一片4D〔175〕觸發(fā)器組成。為地址存放器6位，用三篇正沿觸發(fā)的雙D觸發(fā)器〔74〕組成，他們帶有清“0〞端和預(yù)置端。在不判別測(cè)試的情況下，T2時(shí)刻打入微地址存放器的容即為嚇一條微指令地址。當(dāng)T4時(shí)刻驚醒測(cè)試判別式，轉(zhuǎn)移邏輯滿足條件后輸出的負(fù)脈沖通過(guò)強(qiáng)置端將某一觸發(fā)器置為“1〞狀態(tài)，完成地址修改。 三、 數(shù)據(jù)通路圖與分析(畫出數(shù)據(jù)通路圖并作出分析) 本實(shí)驗(yàn)安排了四條機(jī)器指令，分別為ADD〔00000000〕、IN〔

4、00100000〕、OUT〔00110000〕和HLT〔01010000〕，括號(hào)中為各指令的二進(jìn)制代碼，指令格式如下： 助記符 機(jī)器指令碼 說(shuō)明 IN 00100000 IN->RO ADD 00000000 RO+RO->RO OUT 00110000 RO->OUT HLT 0101 0000 停機(jī) 試驗(yàn)中機(jī)器指令由CON單元的二進(jìn)制開關(guān)手動(dòng)給出，其余單元的控制信號(hào)均由微程序控制器自動(dòng)產(chǎn)生，為此可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)通路圖，如如如下圖所示： 數(shù)據(jù)通路圖 幾條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的參考微程序流程圖如如如下圖所示。圖中一個(gè)矩形方框表示一條微指令，方框中的容為噶指令

5、執(zhí)行的微操作，右上角的數(shù)字是該條指令的為地址，右下角的數(shù)字是該條指令的后續(xù)微地址，所有為地址均用16進(jìn)制表示。向下的箭頭之處了下一條要執(zhí)行的指令。P<1>為測(cè)試字，根據(jù)條件使微程序產(chǎn)生分支。 微程序流程圖 將全部微程序按微指令格式變?yōu)槎M(jìn)制代碼，可得到表中的二進(jìn)制代碼表： 地址 十六進(jìn)制 高五位 S3—S0 A字段 B字段 C字段 MA5-MA0 00 00 00 01 00000 0000 000 000 000 000001 01 00 70 70 00000 0000 111 000 001 110000 04 00 24

6、 05 00000 0000 010 010 000 000101 05 04 B2 01 00000 1001 011 001 000 000001 30 00 14 04 00000 0000 001 010 000 000100 32 18 30 01 00000 0000 011 000 000 000001 33 28 04 01 00000 0000 000 010 000 000001 35 00 00 35 00000 0000 000 000 000 110101 四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和

7、結(jié)果分析 4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)分析如如下圖 當(dāng)前為指令的地址是00，下一條微指令地址是01 當(dāng)前指令地址是01H，數(shù)據(jù)是007070H，通過(guò)數(shù)據(jù)的后6位知道下條指令地址為30，此條指令表示為CON->IR中，寫入機(jī)器指令碼 寫入機(jī)器指令碼到IR中，機(jī)器指令碼為00100000，實(shí)現(xiàn)IN->R0。當(dāng)前指令地址是32H,下一地址是01H，實(shí)現(xiàn)了IN->R0 微指令實(shí)現(xiàn)R0->A，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址30H，當(dāng)前微指令地址為04H 微指令實(shí)現(xiàn)R0->B，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以

8、圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址04H，當(dāng)前微指令地址為05H 微指令實(shí)現(xiàn)A+B->R0，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址05H，當(dāng)前微指令地址為01H 機(jī)器指令碼為30H，R0->OUT,所以要跳到地址為30H 微指令實(shí)現(xiàn)R0->OUT，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址33H，當(dāng)前微指令地址為01H 注：如果需要停機(jī)就輸入01010000機(jī)器指令碼 五、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析、思考題與小結(jié) 實(shí)驗(yàn)要完整無(wú)錯(cuò)

9、誤的進(jìn)展，首先要確保實(shí)驗(yàn)接線圖連線的正確性才能確保在進(jìn)展實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)據(jù)通路流向以與數(shù)據(jù)的的正確性，這樣才能到達(dá)實(shí)驗(yàn)的目的；在進(jìn)展實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要理解每一步驟的原因，也加強(qiáng)自己的理解性和掌握程度；實(shí)驗(yàn)前要理解實(shí)驗(yàn)原理,以便于提高實(shí)驗(yàn)效果速率。 ⑴ 當(dāng)前微指令的微地址是多少？ 答： ⑵ 當(dāng)前微指令的下地址是多少？ 答： ⑶ 當(dāng)前微指令有幾個(gè)微命令有效？ 答： ⑷ 當(dāng)前微指令實(shí)現(xiàn)了什么數(shù)據(jù)通路？ 答： ⑸ 當(dāng)前微指令實(shí)現(xiàn)了什么功能？ 答 ⑹ 當(dāng)前微指令是哪條機(jī)器指令的微程序？ 答： ⑺ 當(dāng)前微指令是哪條機(jī)器指令的微程序，該機(jī)器指令有

10、幾條微指令？ 答： 5.3 小結(jié) 本次實(shí)驗(yàn)是微程序控制器，剛開始可能是真的不懂該實(shí)驗(yàn)要干什么，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)很陌生，完全不知道怎么下手，后來(lái)通過(guò)教師和同學(xué)的幫助，慢慢知道了實(shí)驗(yàn)的目的。難怪別人都說(shuō)計(jì)算機(jī)組成原理不懂的通過(guò)做實(shí)驗(yàn)也就明白了。當(dāng)然，在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)之前，預(yù)習(xí)是一定要的，這樣更能掌握實(shí)驗(yàn)的主要局部，以與操作流程，也能讓自己很快的上手，達(dá)到教師布置給我們的任務(wù)。還有一次實(shí)驗(yàn)就要完畢了，希望自己能夠做到更好。 得分〔百分制〕 實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析評(píng)價(jià) 課程名稱 計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu) 班 級(jí) 實(shí)驗(yàn)名稱 微程序控制器實(shí)驗(yàn) 時(shí) 間 2015-11-11 實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況分

11、析： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告分為五大局部：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模粚?shí)驗(yàn)邏輯原理圖與分析；數(shù)據(jù)通路圖與分析；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析；實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析、思考題與小結(jié)。其主要核心局部在第四節(jié)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析，包含了實(shí)驗(yàn)的操作流程與數(shù)據(jù)的結(jié)果分析。當(dāng)然，其他局部也介紹了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，原理與實(shí)驗(yàn)步驟，并且加了一些原理圖使其更好地理解。 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告最后還添加了實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析、思考題與小結(jié)局部，介紹了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自己遇到的問(wèn)題與須知事項(xiàng)；思考題如此是考察自己對(duì)本實(shí)驗(yàn)的掌握情況等問(wèn)題。 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與進(jìn)一步改良措施： 本次實(shí)驗(yàn)是微程序控制器，剛開始可能是真的不懂該實(shí)驗(yàn)要干什么，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)很陌生，完全不知道怎么下手，后來(lái)通過(guò)教師和同學(xué)的幫助，慢慢知道了實(shí)驗(yàn)的目的。難怪別人都說(shuō)計(jì)算機(jī)組成原理不懂的通過(guò)做實(shí)驗(yàn)也就明白了。當(dāng)然，在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)之前，預(yù)習(xí)是一定要的，這樣更能掌握實(shí)驗(yàn)的主要局部，以與操作流程，也能讓自己很快的上手，達(dá)到教師布置給我們的任務(wù)。還有一次實(shí)驗(yàn)就要完畢了，希望自己能夠做到更好。 8 / 8