组成原理阶乘指令设计

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1、计算机科学学院课程设计报告课程计算机组成原理题目ADM指令的设计年级2009级专业计算机科学与技术学号 学生任课教师汪红2012年2月29日课程设计 题目ADM指令的设计验收时间2012年2月 29收点验地9#307指导 教师汪红小组成员具体分工备注兰伟 东ADM DR指令设计及实施课题总体设计思想概述设计思想：这条指令的设计是按照公式n!=n*n-1*n-2*.*2*1来进行设计的，指令设计的初 定目标是利用R6的寄存器来进行存储n，同时在程序内部利用R1,R7来进行循环 次数限制，在循环的时候每次循环R7都会减一，加到DR里面，一直循环到R7 为0时Z标志位为1，作为依据跳出循环转入微地址

2、30进行公操作。实验平台：基于TH-UNION的微程序仿真设计平台Windows7系统TEC2000教学机仿真软件课题设计目的和原理实验目的：1、本次课题的设计题目是设计一条指令实现n!=n*n-1*n-2*.*2*1并存入 DR功能。2、通过本实验进一步了解微指令的设计方式和运行方式，指令寻址方式， 指令的编排。3、通过指令扩展设计实验来了解指令格式，指令的分类，与硬件之间的 关系。实验原理：通过微程序的操作码来设计入口地址，然后根据设定功能来设计微指令，并在 微程序的最后转到30公操作。其中由于在微指令里面利用A 口 B 口来进行数据的 存取很方便，因此数据来源设定R6 R7, R7 R1

3、为循环控制单位。实验设计：1、指令功能：ADM指令的设计功能为n!=n*n-1*n-2*.*2*1。2、设计的指令格式：设计方案就是利用R9来进行存储，因此指令只需 要一个操作数即DR来进行数据存储，助记符确定为DM，带一个操作数，因此对 照TEC2000的16位机的指令类型表可知ADM的操作类型是23。3、指令的操作码：指令内部用到的跳转是JRZ，即当Z=1的时候，微 指令跳转到指定地点，因此设计指令的时候确定操作码的最后两位为10，所以操 作码定为F2，入口确定为EF，该指令为单操作数指令，翻译为二进制显示IR为 11110010XXXX00000, XXXX为DR字段，由具体环境确定。4

4、、指令的规范：设计的时候要先确定两点，R6, R7里面存放数据，DR里 面为0，指令简化为：F0将R6的数据减一到R6里面，F1将R9的值送到R8,F2 将R7的数据减一到R7里面，F4将R7的数据减一到R1，F5将R8+R9送到R9,F6 是R1-1 -R1并置Z位，F7是判断Z标志位是否为0，为1的时候将跳转到F5， F9是将R6-1送到R6， FA判断Z标志位是否为0，为1的时候将跳转到F1这样 程序就循环进行来进行阶乘。课 题 设 计方 案查看敏孤在情况F0F1徵地址goF9 R6-1 R6FA判断是否到F1FB把R9的值转到DR然后跳转到30Address ROM1 ROM2 ROM

5、3 ROMI ROM5 ROM6 ROM? MPROMF2111101000011000001 00001 100110001011100000001000000000000EFF300000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00F4000000001110000001 0001000011000100010111000100000000000000F500000000 11100000 01000001 00110000 10011000 00010000 00000000 00F600000000111000

6、0001 00001 10011000100010000000100000000000000F711110101 00110100 01000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00F8000000001110000001 00001 10000000101110000000100000000000000F900000000 11100000 01000011 00110001oiiddbbb00010000 00000000 00FA1111000100110100 01000000 0000000000000000 00000000 000000

7、00 00下址 Ci30Scc30 0MRW0I20 SaI86SbI53 B口大口 OSSTSSHSCi DC2 DC1 MAFRDM (Hex)叩叩叩叫111叩叩叩1叩叩11 |叩11叩5 |口11叩叩叩叩1叩叩伽叩叩叫叩 00000000 11100000 01000100 00110000 10001001 00010000 oooooooolooI lll 找Update设计的微指令机器码以及在ROM内的存储形式，设计的ROM包括从EF开 始到FB结束本次微程序的使用要求为R6,R7为M的存储寄存器，DR必须先置0，以R0 为DR作为例子设计微程序的一段测试程序为：测试方案：利用上述

8、的测试程序和Rom来进行程序测定1、导入设计好的ROM,并加载SCC_gal和监控程序2、导入汇编程序和扩展指令的文件3、交叉汇编出现成功，说明扩展指令的文件加载成功4、单指令执行到ADM DR对应的11110010的IR，然后单步执行查看指令的 入口和循环是否出现问题理论值：本实验理论结果应为R0寄存器内存储000A数据Z标志位置1测试结果：课 题 测 试 方 案交叉汇编结果：运行结果：2000:mvrd03h2002:mvrdr6j 03h2004: nrO2005:ret* |_ w 卜测试结果：R0内存储为0006，Z标志位为0与理论值相同带伺内存情况-COCOMEM指令-当前微指令地

9、址刁1000111KXXXXXXX)AR(Hex) 2005R14 10000RIO阮拓R1阿R7阿PC (R5) |2006R2 |WWR3叵拓SPJ (R12) |0000一标志位Cv C RS 10000 R11 10000R8R0 |颜$R9 0006SP (R4) |0000一PC(R13)OK/5 IE：F-ALUfg关(Hex Cin |oco |o0K7S测试结果分析：DR字段在指令码里是R0，结果3*2*1=6所以R0=000A由于 设置的R1 ,R 6作为循环控制，当R1,R6自减为0时，Z标志位置1，程序结束跳 转到30转为公操作错 误 及 结 果 分 析本次试验遇到的错

10、误很少，基本都是关于指令的跳转问题：1、由于JRNZ JRZ JRC JRNC的指令码都是一样的，这样在选择跳转的时候就 是必须根据硬件来选择，这是询问老师获知，与操作码相关，这样就好设定了2、运算的时候忽视了 SST的功能，导致运算的时候CZ两个标志位无法及时 设定，导致无法进行跳转后期注意设定，无错误课 题 设 计心 得实验心得体会：1、微程序是由微指令组成，微指令的内部又是由各个单个的指令组合而成。2、微程序的设计，最重要的就是操作码的选择和指令入口，这样设计程序就 会按照我们的思路走下去。3、条件跳转由于设计初期的设定是条件不满足的时候跳转，那样理解的时候 应该反过来思考使用。4、程序

11、设计的功能要建立在硬件支持上，很多功能是实现很困难和根本无法 实现的。计算机科学学院本科课程设计量化评分标准（计算机系统结构类）学生姓名：指导教师：汪红年级和专业:09计算机科学与技术指标最高分评分要素评分方案设计20课题明确；总体功能描述及总体电路框图清 楚；课题分工明确，分功能概述及电路接线图 清晰；测试方案合理可行，理论结果正确。调试20平台使用熟练；电路信号控制正确；测试数据 设置得当；仿真熟练，结果完整。验收20经过自行调试之后，确认一切准备就续即可请 求老师给予验收。一次验收通过最高可给20 分，两次验收方能通过则最高只能给10分， 依次减少。正式报告20报告规范整洁，内容完整；课题设计原理及过 程描述清楚；电路总体框图、电路逻辑接线图、 各类测试表格等绘制清晰、准确；用户使用说 明书规范、明确。课程设计 小结20对课题设计结果进行分析，提出改进思路；对 课程设计整个过程进行深入总结，写出深刻详 细的设计心得；列出设计过程中所采用的参考 文献；团队合作良好，遵守实验纪律。总分注： 本评分标准适用于计算机系统结构类专业课程； 总分满分为100分，成绩参考标准为：优秀（100XN90）；良好（90XN80）；中等（80XN70）；及格（70XN60）；不及格（X60）；