指令扩展设计计算机组成原理课程设计

计算机科学学院

课程设计报告

课程 计算机组成原理

题目 的实现(指令扩展)

年级 2009级

专业 计算机科学与技术

学号 学生 多啦小鹏

任课教师

2012年 2月 28日

课程设计题目的求值(指令扩展)验收

时间2012年2月2日

课

题

设

计

方

案1、课题设计方案

1.1、基础知识和熟悉平台

首先、熟悉平台，了解设计指令的平台操作和各个部分模块功能，如图：

微命令写入到ROM中模块：

测试查看当前微指令地址等各寄存器的值：

扩展指令，学习指令的格式，类型，寻址方式为后面实践动手打下理论基础，教学机器指令格式如图：

操作码

DR

SR

I/O端口地址/相对偏移量

立即数/直接内存地址/变址偏移量

根据不同的标准，16位机的指令可划分为不同的指令：

①指令长度区分，有单字指令和双字指令，也允许定义和使用三字指令。

②操作数的个数，有双操作数指令、单操作数指令和无操作数指令。

③寻址方式区分，寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址、变址寻址、相对寻址等寻址方式。

课

题

设

计

方

案微指令是由微命令和下地址两个字段组成的，所以要进一步了解微命令。微命令控制信号等各个部件的联系。要知道了各个控制位的功能。了解和学习基础知识，又熟悉了仿真软件的使用，可以进行下一步找出问题，设计指令解决问题。

1.2、问题设计与分析

问题提出实现的求值，即=2+2+2+……+2

实现文字描述：把1放到DR和R11中，n值(即SR中的数值)放到寄存器R14中，R14控制循环次数，进入扩展的指令时要保存R5即PC值到R15寄存器，当指令结束时用于恢复PC值。将R11中的值乘以2，循环一次，结果加上DR中的值放入到DR中。

1.3、指令设计过程

指令常用类型(只写出部分类型)

平台

种类

操作数

长度

指令格式

指令举例

TEC

2000

16位

1

2

1

OP DR,SR

OP DR,[SR]

OP [DR],SR

add R0,R1

ldrr R2,[R3]

strr [R4],R5

23

1

1

OP [DR],0000

dec R0

41

2

2

OP DR,ADDR

OP DR,DATA

OP ADDR,SR

ldra R0,1000h

mvrd R1,2000h

stra 3000h,R2

我们选用指令类型41，两个操作数，OP DR，DATA。将 1.2中的文字说明转换为表格形式，说明数据流向和操作。如下图：

编号

数据即操作

1

DATA 放入到DR中

2

DATA放入到R11中

3

DATA放入到R14

4

DR减去R11结果到R1

5

将DR值加1，即置1

6

R11减去R14结果到R1

7

R11加上1结果到R11

8

将R5值放入到R15中

9

将R14自减1

10

判断是否跳转且恢复R5

11

将R11中的数左移1位

12

将R11加到DR中

课

题

设

计

方

案 1.4、指令详细说明

参数设置：文件名称为：zpzp.asm 设置指令名称，类型，入口地址。

文件(zpzp.asm)

地址

功能

下址

地址

功能

下址

4a

push 5e

pop 17

4b

R11 5f

R15 1c

4c

push60

pop

4d

R1461

R14

4e

push62

pop

核心微命令:

地址

功能

下址

50

1D mvrd

51

DR

52

R11

53

R14

54

sub DR-R11

55

inc DR+1

56

sub R11-R14

57

inc R11+1

58

R15

59

dec R14

5a

jrnz 且 R5

5b

shl R11

5c

add R1+R11