计算机组成原理课程设计报告指导教师：班级：姓名：学号：一、目的和要求1.实验目的：深入了解计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成，指令系统微程序设计的具体知识，进一步理解和掌握动态微程序设计的概念；完成微程序控制的特定功能计算机的指令系统设计和调试。

2、实验要求：要进行这项大型实验，必须清楚地懂得：（1）TEC-2机的功能部件及其连接关系；（2）TEC-2机每个功能部件的功能与具体组成；（3）TEC-2机支持的指令格式；（4）TEC-2机的微指令格式，AM2910芯片的用法；（5）已实现的典型指令的执行实例，即相应的微指令与其执行次序的安排与衔接；（6）要实现的新指令的格式与功能。

二、实验环境PC机模拟TEC-2机三、具体内容一、实验内容：选定指令格式、操作码，设计如下指令：（1）把用绝对地址表示的内存单元ADDR1中的内容与内存单元ADDR2中的内容相减，结果存于内存单元ADDR3中。

指令格式：D4××，ADDR1，ADDR2， ADDR3 四字指令（控存入口100H）功能： [ADDR3]=[ADDR1]-[ADDR2]（2）将一通用寄存器内容减去某内存单元内容，结果放在另一寄存器中。

指令格式：E0 DR SR，ADDR （SR，DR源、目的寄存器各4位）双字指令（控存入口130H）功能： DR=SR+ [ADDR]（3）转移指令。

判断两个通用寄存器内容是否相等，若相等则转移到指定绝对地址，否则顺序执行。

指令格式：E5 DR SR，ADDR 双字指令（控存入口140H）功能： if DR==SR goto ADDR else 顺序执行。

设计：利用指令的CND字段，即IR10~8，令IR10~8=101，即CC=Z则当DR==SR时Z=1，微程序不跳转，接着执行MEM PC（即ADDR PC）而当DR!=SR时Z=0，微程序跳转至A4。

二、实验要求：（1）根据内容自行设计相关指令微程序；（务必利用非上机时间设计好微程序）（2）设计测试程序、实验数据并上机调试。

（3）设计报告内容：包括1、设计目的2、设计内容3、微程序设计（含指令格式、功能、设计及微程序）4、实验数据（测试所设计指令的程序及结果）。

（具体要求安最新规范为准）（4）课程设计实验报告必须打印成册，各班班长收齐大型实验报告于18周星期六下午（15：00）前，交张芳老师办公室。

四、实验程序与分析：（一）.把用绝对地址表示的内存单元ADDR1中的内容与内存单元ADDR2中的内容相减，结果存于内存单元ADDR3中。

指令格式：D4××，ADDR1，ADDR2， ADDR3 四字指令（控存入口100H）功能： [ADDR3]=[ADDR1]-[ADDR2] 指令格式：微程序：PC→AR，PC+1→PC：0000 0E00 A0B5 5402; 程序计数器加1，开辟1个内存单元 MEM→AR： 0000 0E00 10F0 0002； 将指令地址送AR （ADDR1）MEM→Q：0000 0E00 00F0 0000； 将内存单元中的数据送入Q 寄存器PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402; PC 加1，开辟第二个内存单元MEM→AR：0000 0E00 10F0 0002； 将指令地址送AR （ADDR2）Q-MEM→Q： 0000 0E01 01E0 0000； 完成减法（Q 内容-ADDR2内容→Q 寄存器）PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402; PC 加1，开辟第三个内存单元MEM →AR： 0000 0E00 10F0 0002； 将指令地址送AR （ADDR3）Q→MEM，CC#=0： 0029 0300 1020 0010； 将结果送入ADDR3，低电平有效指令分析：① PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402 程序计数器加1，开辟1个内存单元0 0 0 E 0 0 A 0 B 5 5 4 0 2B 55-B 44 B 43-B 40 B 39-B 37 B 34-B 32 B 30-B 28B 26-B 24 B 22-B 20B 19-B 16B 15-B 12B 11 B 9 B 6-B 4 B 2-B 0 B 36B 35 B 31 B 27 B 23 B 10 B 8 B 7 B 3 （B 2-B 0）DC2：2/GAR 地址寄存器接收，故DC2为010 （B 6-B 4）DC1：未向IB 总线发送控制，故DC1为000 （B 7）SA=0，作Am2901 （B 3）SB=0，作Am2901 （B 9 B 8）SSH ：未移位 （B 11 B 10）SCI ：自加1（B 15-B 12）B 口：使用了寄存器R5，即程序计数器PC ，即0101 （B 19-B 16）A 口：使用了寄存器R5，即程序计数器PC ，即0101 （B 22-B 20）MI2-0：此时ALU 的R 端输入为0，S 端输入为B （B 26-B 24）MI5-3：运算功能选择为“R+S ”，即执行+1功能（B 30-B 28）BI8-6：有返回值，且返回值返回至B ，而Y 的输出选择为A（B 31 B 27 B 23）MI0#，REQ ，WE#：三位用于控制内外数据总线的读和写，此处不操作，故取10X （B 34-B 32）SST ：状态位不需进行判断，即为000 （B 35）备用位为0（B36）SC CC#始终低电平有效，即SC=000,CC=0（B39-B37）SCC（B43-B40）CI3-CI0：Am2901命令第14#命令，即为顺序执行（B55-B44）下地址：由于顺序执行，并未使用下地址，故下地址为0②M EM→AR： 0000 0E00 10F0 0002 将指令地址送AR（ADDR1）0 0 0 E 0 0 1 0 F 0 0 0 0 2B55-B44 B43-B40 B39-B37 B34-B32 B30-B28B26-B24 B22-B20B19-B16B15-B12B11 B9 B6-B4 B2-B0B36B35 B31 B27 B23 B10 B8 B7 B3（B2-B0）DC2：地址寄存器接收，故DC2为010（B6-B4）DC1：未向IB总线发送控制，故DC1为000（B7）SA=0，作Am2901，即0000（B3）SB= 0，作Am2901，即0000（B9 B8）SSH：未移位，即00（B11 B10）SCI：未进位.，即00（B15-B12）B口：未使用寄存器，故为0000（B19-B16）A口：未使用寄存器，故为0000（B22-B20）MI2-0：此时ALU的R端输入为D（外部数据），S端输入为0（B26-B24）MI5-3：运算功能选择为“R+S”，即执行D+0（B30-B28）BI8-6：没有返回值， Y的输出选择为F（B31 B27 B23）MI0#，REQ，WE#：三位用于控制内外数据总线的读和写，此处为存储器读，故取001（B34-B32）SST：状态位不需进行控制，故为000（B35）备用位为0（B36）SC CC#始终低电平有效，即SC=000,CC=0（B39-B37）SCC（B43-B40）CI3-CI0：Am2901命令第14#命令，即为顺序执行（B55-B44）下地址：由于顺序执行，并未使用下地址，故下地址为0③[MEM]→Q：0000 0E00 00F0 0000 将内存单元中的数据送入Q寄存器0 0 0 E 0 0 0 0 F 0 0 0 0 055444340 39373432302826242220191615121196420B36B35 B31 B27 B23 B10 B8 B7 B3（B2-B0）DC2：寄存器未接收，故DC2为000（B6-B4）DC1：未向IB总线发送控制，故DC1为000（B7）SA=0，作Am2901，即0000（B3）SB=0，作Am2901，即0000（B9 B8）SSH：未移位，为00（B11 B10）SCI：未进位，为00（B15-B12）B口：未使用寄存器，故为0000（B19-B16）A口：未使用寄存器，故为0000（B22-B20）MI2-0：此时ALU的R端输入为D（外部数据），S端输入为0（B26-B24）MI5-3：运算功能选择为“R+S”，即执行D+0（B30-B28）BI8-6：有返回值，且返回值返回至Q，而Y的输出选择为F ，故此处为000（B31 B27 B23）MI0#，REQ，WE#：存储器读即取001（B34-B32）SST：状态位不需进行控制，故为000（B35）备用位为0（B36）SC CC#始终低电平有效，即为0000（B39-B37）SCC（B43-B40）CI3-CI0：Am2901命令第14#命令，即为顺序执行，（B55-B44）下地址：由于顺序执行，并未使用下地址，故下地址为0④PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402 PC加1，开辟第二个内存单元0 0 0 E 0 0 A 0 B 5 5 4 0 2B55-B44 B43-B40 B39-B37 B34-B32 B30-B28B26-B24 B22-B20B19-B16B15-B12B11 B9 B6-B4 B2-B0B36B35 B31 B27 B23 B10 B8 B7 B3⑤MEM→AR： 0000 0E00 10F0 0002 将指令地址送AR（ADDR2）0 0 0 E 0 0 1 0 F 0 0 0 0 2B55-B44 B43-B40 B39-B37 B34-B32 B30-B28B26-B24 B22-B20B19-B16B15-B12B11 B9 B6-B4 B2-B0B36B35 B31 B27 B23 B10 B8 B7 B3这两条指令同①②。

⑥[MEM]-Q→Q： 0000 0E01 01E0 0000 完成减法（ADD2内容-Q内容→Q寄存器）0 0 0 E 0 1 0 1 E 0 0 0 0 055444340 39373432302826242220191615121196420B36B35 B31 B27 B23 B10 B8 B7 B3（B2-B0）DC2：寄存器未接收，故DC2为000（B6-B4）DC1：未向IB总线发送控制，故DC1为000（B7）SA：为0，作Am2901（B3）SB：为0，作Am2901（B9 B8）SSH：未移位，即00（B11 B10）SCI：未进位，即00（B15-B12）B口：未使用寄存器，故为0000（B19-B16）A口：未使用寄存器，故为0000（B22-B20）MI2-0：此时ALU的R端输入为D（外部数据），S端输入为Q（B26-B24）MI5-3：运算功能选择为“S-R”，即执行D-Q（B30-B28）BI8-6：有返回值，且返回值返回至Q，而Y的输出选择为F ，故此处为000（B31 B27 B23）MI0#，REQ，WE#：存储器读即取001（B34-B32）SST：由运算带来的状态保存，故为001（B35）备用位为0（B36）SC CC#始终低电平有效，即为0000（B39-B37）SCC（B43-B40）CI3-CI0：Am2901命令第14#命令，即为顺序执行（B55-B44）下地址：由于顺序执行，并未使用下地址，故下地址为0⑦PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402 PC加1，开辟第三个内存单元0 0 0 E 0 0 A 0 B 5 5 4 0 2B55-B44 B43-B40 B39-B37 B34-B32 B30-B28B26-B24 B22-B20B19-B16B15-B12B11 B9 B6-B4 B2-B0B36B35 B31 B27 B23 B10 B8 B7 B3⑧MEM →AR： 0000 0E00 10F0 0002 将指令地址送AR（ADDR3）0 0 0 E 0 0 1 0 F 0 0 0 0 2B55-B44 B43-B40 B39-B37 B34-B32 B30-B28B26-B24 B22-B20B19-B16B15-B12B11 B9 B6-B4 B2-B0B36B35 B31 B27 B23 B10 B8 B7 B3这两条指令同①②。