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JUC2课程设计样本

计算机构成原理课程设计报告

JUC2模型机微程序设计

姓名

学号

专业

指引教师

计算机学院

07月10日

1熟悉微程序设计和调试办法

1.1目的规定

（1）掌握微程序设计办法

（2）熟悉运用调试软件运营、调试微程序办法

1.2微程序设计

1.2.1取指令微程序设计

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

000

0001

1

0

0

0

2

0

0

0

0

001

PCoe，ARce

001

00069002

0

0

0

0

1

2

1

1

0

002

ARoe′，RD，DRce′，PCinc

002

CC000003

6

3

0

0

0

0

0

0

0

003

DRoe，IRce

003

00000404

0

0

0

0

0

0

0

0

2

004

BM2

1.2.2取目操作数微程序设计

（1）直接寻址微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

02C

0033

1

0

0

0

2

0

0

0

0

033

PCoe，ARce

033

00069034

0

0

0

0

1

2

1

1

0

034

ARoe′，RD，DRce′，PCinc

034

C0080035

6

0

0

0

2

0

0

0

0

035

DRoe,ARce

035

00061036

0

0

0

0

1

2

0

0

0

036

ARoe′，RD，DRce′

036

D4000007

6

4

0

0

0

0

0

0

0

007

DRoe,TRce

1.2.3执行阶段微程序设计

（1）INC指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

071

1A700E50

0

0

9

3

0

0

0

4

0

050

INC,SVce,PSWce

（2）保存运算成果微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

050

68000200

3

2

0

0

0

0

0

0

0

051

Soe,GRSce

051

60030052

3

0

0

0

0

3

0

0

0

052

Soe,DRce

052

00052200

5

0

0

0

0

1

0

2

0

000

ARoe,DRoe’,WR

（3）JMP指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

070

A4000200

5

1

0

0

0

0

0

0

1

000

ARoe,PCce

1.3调机程序设计

程序11

0030:

0460;INC0040H

0031:

0040;

0032:

0420；JMP0030H

0033:

0030;

程序1-2

0030：

0460；INCFF02H

0031：

FF02;

1.4运营调试

运营调试登记表举例：

1.5小结

通过本次上机实验，重要是适应了一下实验室环境，软件环境。

为后来课设做好了准备！

2双操作数指令设计与调试

2.1目的规定

完毕双操作数指令微程序设计和验证；去源操作数阶段和去目操作数阶段有关寻址方式微程序设计和验证，

2.2设计任务

2.2.1取源操作数

（1）及时寻址

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

004

00000A08

0

0

0

0

0

0

0

0

0

008

BM=5

00B

0012

1

0

0

0

2

0

0

0

0

012

PCoe,ARce

012

00069016

0

0

0

0

1

2

1

1

0

016

ARoe’,RD,DRce’,PCinc

016

D0000006

6

4

0

0

0

0

0

0

0

006

DRoe,TRce

（2）直接寻址

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

00C

0013

1

0

0

0

2

0

0

0

0

008

PCoe,ARce

013

00069014

0

0

0

0

1

2

1

1

0

012

ARoe’,RD,DRce’,PCinc

014

C0080015

0

0

0

0

1

2

1

1

0

016

DRoe,ARce

015

00061016

6

4

0

0

0

0

0

0

0

006

DRoe,TRce

（3）间接寻址

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

00D

0017

1

0

0

0

2

0

0

0

0

017

PCoe,ARce

017

00069018

1

0

0

0

2

0

0

0

0

018

ARoe’,RD,DRce’,PCinc

018

C00800119

6

0

0

0

2

0

0

0

0

019

DRoe,ARce

019

00061014

6

4

0

0

0

0

0

0

0

006

ARoe’,RD,DRce’,

2.2.2取目操作数

（1）寄存器寻址

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

028

54000007

2

5

0

0

0

0

0

0

0

006

GRSoe，Ace

（2）寄存器间接寻址

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

029

40080035

2

5

0

0

0

0

0

0

0

035

GRSoe，Ace

035

00061036

6

4

0

0

0

0

0

0

0

036

ARoe’,RD,DRce’,

036

D4000007

6

5

0

0

0

0

0

0

0

007

DRoe，Ace

2.2.3执行阶段

（1）MOV指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

041

94000040

6

5

0

0

0

0

0

0

0

040

DRoe，Ace

040

00300E50

0

0

0

3

0

0

0

0

0

050

SVce,

（2）SUB指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

044

98F00E50

4

6

3

3

0

0

0

0

0

050

TRoe,SUB,SV,PSWce

2.3调机程序设计

程序2-1，2-2

0030:

1620;MOV#0101,0040H

0031:

0101;

0032:

0040；

0033:

4620；SUB#FFFF,0040

0034：

FFFF;

0035：

0040

程序2-3

0030：

1801；MOVFF08H,R1

0031：

FF08;

0032：

1060；MOVR1，FF02H

0033：

FF02;

程序2-5

2.4调试成果

2.5小结

通过本次上机实验，我掌握了mov指令与sub指令程序设计，并且也初步理解LED灯有关知识点。

3条件转移指令设计与调试

3.1设计目的

为CPU扩充转移指令，完毕转移指令微程序设计与调试。

3.2设计任务

3.2.1取目操作数

（1）相对寻址

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

02F

003D

1

0

0

0

2

0

0

0

0

03D

PCoe，ARce

03D

0006903E

0

0

0

0

1

2

1

1

0

03E

ARoe’,RD,DRce’,PCinc

03E

D400003F

6

5

0

0

0

0

0

0

0

03F

DRoe，Ace

03F

20700032

1

0

1

3

0

0

0

0

0

032

PCoe,ADD,SVce

032

60080035

3

0

0

0

2

0

0

0

0

035

Soe,ARce

035

00061036

0

0

0

0

1

2

0

1

0

036

ARoe’,RD,DRce’,

036

D4000007

6

5

0

0

0

0

0

0

0

007

DRoe，Ace

3.2.2操作指令

（1）CMP指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

049

98F00200

4

6

3

3

0

0

0

0

0

000

TRoe,SUB,SVce,PSWce

（2）JC指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

068

00000626

0

0

0

0

0

0

0

0

0

026

BM=3

026

00000200

0

0

0

0

0

0

0

0

0

000

027

A4000200

5

1

0

0

0

0

0

0

0

000

ARoe，PCce

（3）TEST指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

04A

99700200

4

6

5

3

0

0

0

0

0

000

TRoe,AND,SVce,PSWce

（4）JNZ指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

06D

00000626

0

0

0

0

0

0

0

0

0

000

BM=3

027

A4000200

5

1

0

0

0

0

0

0

0

000

ARoe，PCce

3.3调机程序设计

程序3-1,3-2

0030：

1601；MOV#0001,R1;

0031：

0001;

0032：

9601；CMP#0001,R1;

0033：

0001;

0034：

0220；JC0040H;

0035：

0040H;

0036：

1620；MOV#0001H,FF01H;

0037：

0001H;

0038：

FF01H;

0040：

1620；MOV#0080H,FF01H;

0041：

0080;

0042：

FF01;

程序3-4

INCFF02H

ADD#0001,R0（#0001决定延迟时间越大延时越小）

JC0030H

JMP0032H

程序3-5

MOV#00FFHR0

MOV#010FR0

MOV（R0）+,（R1）+

CMP#0107,R0

JNZ0034H

JMP0030H

3.4调试记录

3-1当IMM1不不大于imm2时

当IMM1不大于IMM2时

3-3imm1不大于imm2

imm1不不大于imm2

3.5小结

通过本次上机实验，我清晰了JC,TEST,CMP等指令操作过程，并且同步也理解到JC,JNZ指令跳转条件，实现了CPU转移指令扩充。

4移位指令设计与调试

4.1设计目的

为CPU扩充移位指令，完毕移位指令微程序设计与调试。

4.2设计任务

4.2.1操作指令

（1）SHR指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

063

18100E50

0

6

0

1

0

0

0

0

7

050

SRce，PSWce

（2）ROL指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

064

18200E50

0

6

0

2

0

0

0

0

7

050

SLce，PSWce

4.3调机程序设计

程序4-1.

0030：

1600；MOV#0001,R0;

0031：

0001;

0032：

00C0；SHR，R0;

0033：

0238；JC’FFFDH;

0034：

FFFD;

程序4-2

0030：

1601；MOV#0505，R1;

0031：

0505;

0032：

A601；TEST#0001，R1;

0033：

0001;

0034：

0338；JZ‘0003;

0035：

0003;

0036：

0101；ROL,R1;

0037：

0420；JMP0032H;

0038：

0032;

程序4-4

0030：

1600；MOV#0001，R0;

0031；0001;

0032：

1060；MOV,R0,FF01H;

0033：

FF01;

00340100；ROLR0

00359600；CMP#0100,R0

00360080

00370320JZ0030H

00380030

00390420JMP0032

4.4调试记录

4.5

4-1

4-2

4-4

4.6小结

通过本次上机实验，完毕了CPU移位指令扩充，同步也更深一步接触到LED灯工作原理及过程。

独立写出了任务4所需程序，是我这次上机最大收获。

5堆栈有关指令设计与调试

5.1设计目的

为CPU扩充PUSH，POP，ＣＡＬＬ，ＲＥＴ指令，完毕微程序设计。

5.2设计任务

（1）ＰＵＳＨ指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

　078

03000084

0

8

0

0

0

0

0

0

0

084

SPdec

084

E0080085

7

0

0

0

2

0

0

0

0

085

SPoe，ARce

085

00300086

0

0

0

3

0

0

0

0

0

086

SVce

086

60030087

087

Soe,DRce

087

00052200

000

ARoe’,DRoe’,WR

（2）POP指令微程序（非寄存器）

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

079

00000E8C

0

0

0

0

0

0

0

0

0

08E

BM=7

08C

E008008E

7

0

0

0

2

0

0

0

0

08F

SPoe，ARce

08E

02C6108F

08F

SPinc,ARoe’,DRce’,RD

08F

C8000000

000

DRoe,GRSce

（3）POP指令微程序（寄存器）

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

08D

B0000090

5

4

0

0

0

0

0

0

0

090

ARoe,TRce

090

E0080091

7

0

0

0

2

0

0

0

0

091

SPoe，ARce

091

02C61092

0

0

B

0

1

1

0

1

0

092

SPinc,ARoe’,DRce’,RD

092

80080093

4

0

0

0

2

0

0

0

093

TRoe,ARce

093

00052200

0

0

0

0

1

1

0

2

0

000

ARoe’,DRoe’,WR

（4）CALL指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

07A

B3000099

0

8

0

0

0

0

0

0

0

099

SPdec,ARoe,TRce

099

E008009A

0

0

0

0

0

0

0

09A

SPoe，ARce

09A

009B

0

0

0

0

0

0

0

09B

PCoe,DRce

09B

8405

0

0

0

0

0

0

0

000

ARoe’,DRoe’,WR,TRoe,PCce

（5）RET指令微程序

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

05A

E008009F

0

0

0

0

0

0

0

0

0

09F

SPoe，ARce

09F

000610A0

7

0

0

0

2

0

0

0

0

0A0

ARoe’,RDce’,RD

095

C6C00000

0

0

B

0

1

1

0

1

0

000

DRoe,PCce,SPinc

5.3调机程序设计

程序5-1,

0030：

1600；MOV,#0041,R0;

0031：

0041;

0032：

0600；PUSHR0;

0033：

0620；PUSH0040H;

0034：

0040;

0035：

0648；POP（R0）;

0036：

0641；POPR1;

0040：

0420;

程序5-25-3

MOV#0041R0

PUSHR0

PUSH0040H

CALL003C

POP（R0）

POPR1

003C：

INC0040

RET

程序5-4

MOV#0001,R0

MOVR0,FF01H

CALL003DH

ROLR0

CMP#0100，R0

JZ0030H

JMP0032H

003D：

ADD#8888，R1

JC0043H

JMP003DH

RET

5.4调试记录

5-1

5-2,5-3

5-4

5.5小结

通过本次上机实验，完毕了CPUPUSH，POP，CALL，EET指令扩充，并完毕了微程序设计。

上机时，重要时间花在了POP与Push两条指令扩充上，通过很长时间研究，把压栈和出栈搞明白了。

6中断系统设计与调试

6.1设计目的

完毕整个中断过程各个环节设计

6.2设计任务

6.2.1编写中断隐指令微程序

（1）保护PC

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

080

030000B1

0

8

0

0

0

0

0

0

0

0B1

SPdec

0B1

E00800B2

7

0

0

0

2

0

0

0

0

0B2

SPoe，ARce

0B2

00B3

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0B3

PCoe,DRce

0B3

000520B4

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0B4

ARoe’,DRoe’,WR

（2）保护PSW

微地址（H）

微指令（H）

微指令字段（H）

微命令

F