计算机组成原理实验报告-微程序控制器.docVIP

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计算机硬件实验室实验报告

课程名称：

姓名

章道飞

学号

30

班级

0920542

成绩

设备名称及软件环境

计算机、Proteus仿真软件、模型机仿真软件

实验名称

微程序控制器

实验日期

一．实验内容

使用模型机验证微指令与微操作的关系，验证微程序执行时序。

二．理论分析或算法分析

微指令的格式

微操作码

微地址码

微操作码：包含指令执行的一个步骤中所包含的全部微命令的编码，即一条微指令所需的全部控制信号的编码，用来发出操作控制信号。

IROP微地址码：用来产生下一条微指令的地址，指出下一条微指令代码在控制存储器中的存储位置。

IR

OP

（一）、微程序控制原理：

微操作信号微地址形成部件

微操作信号

微地址形成部件

微操作码微地址状态条件CMAR

微操作码

微地址

状态条件

CMAR

CMIR

CMIR

译码驱动

译码驱动

CM控制存储器

CM

控制存储器

控制存储器：存放实现计算机指令系统的所有微程序由ROM（EPROM）实现。控制存储器的字长是微指令字的长度。控制存储器的容量取决于指令的数量和每条指令的微程序长度，也取决于微指令代码的利用率。

微指令寄存器：微指令寄存器（CMIR）存放由控制存储器读出的一条微指令信息

微地址寄存器（CMAR）：存放将要访问的下一条微指令的微地址。

微地址形成部件：能测试执行中的状态信息，修改微地址寄存器的内容，以便按修改后的内容去读下一条指令。

（二）、工作原理

1、取指阶段

（1）将取指微程序首地址置于CMAR中。

（2）读微指令。

（3）产生微操作命令。

（4）形成下一条微指令地址。

（5）取下一条微指令。…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令送入IR为止。

2、执行阶段

（1）当指令存入IR后，由指令的OP部分送到微地址形成部件，形成该指令对应的微程序的首地址。

（2）读出微指令。

（3）产生微操作命令。

（4）形成下一条微指令地址。…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令执行完为止。

模型机数据通路框图

三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）

四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）

微地址

S3S2S1S0MCnWEA9

A

B

C

μA5--μA0

00

000000011

000

000

100

010000

01

000000011

110

110

110

000010

02

000000001

100

000

001

001000

03

000000001

110

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000

000100

04

000000001

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000

000

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05

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001

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100101011

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000001

07

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10

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001

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000

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110

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13

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000000011

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110

110

010110

15

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001

000

000001

16

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000

000

001111

17

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20

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110

110

110

010