計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 課程名稱(chēng) 計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu) 項(xiàng)目名稱(chēng) 微程序控制器實(shí)驗(yàn) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 同組人員 無(wú) 實(shí)驗(yàn)日期 2015-11-11 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握微程序控制器的組成原理；2.掌握微程序的編制、寫(xiě)入、觀(guān)察微程序的運(yùn)行情況。二、實(shí)驗(yàn)邏輯原理圖與分析2.1 實(shí)驗(yàn)邏輯原理圖及分析微程序控制器的基本任務(wù)是完成當(dāng)前指令的翻譯和執(zhí)行，即將當(dāng)前指令的功能轉(zhuǎn)換成可以控制硬件邏輯部件工作的微命令序列，以完成數(shù)據(jù)傳輸和各種處理操作。它的執(zhí)行方法就是將控制各部件動(dòng)作的微命令的集合進(jìn)行編碼，即將微命令的集合仿照機(jī)器指令一樣，用數(shù)字代碼的形式表示，這種表示稱(chēng)為微指令。這樣就可以用一個(gè)微指令序列表示一條機(jī)器指令，這種微指令序列稱(chēng)為微程序。微程序存儲(chǔ)在一種專(zhuān)用的存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器稱(chēng)為控制存儲(chǔ)器，如圖所示：微程序控制器組成原理框圖控制器是嚴(yán)格按照系統(tǒng)時(shí)序來(lái)工作的，因而時(shí)序控制對(duì)于控制器的設(shè)計(jì)是非常重要的，從前面的實(shí)驗(yàn)可以很清楚地了解時(shí)序電路的工作原理。本實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)序單元來(lái)提供，分為四拍TS1、TS2、TS3、TS4。在微程序控制器的組成中，控制器采用3片2816的E2PROM，具有掉電保護(hù)功能，微命令寄存器18位，用兩片8D觸發(fā)器（273）和一片4D（175）觸發(fā)器組成。為地址寄存器6位，用三篇正沿觸發(fā)的雙D觸發(fā)器（74）組成，他們帶有清“0”端和預(yù)置端。在不判別測(cè)試的情況下，T2時(shí)刻打入微地址寄存器的內(nèi)容即為嚇一條微指令地址。當(dāng)T4時(shí)刻驚醒測(cè)試判別式，轉(zhuǎn)移邏輯滿(mǎn)足條件后輸出的負(fù)脈沖通過(guò)強(qiáng)置端將某一觸發(fā)器置為“1”狀態(tài)，完成地址修改。3、 數(shù)據(jù)通路圖及分析 (畫(huà)出數(shù)據(jù)通路圖并作出分析)本實(shí)驗(yàn)安排了四條機(jī)器指令，分別為ADD（00000000）、IN（00100000）、OUT（00110000）和HLT（01010000），括號(hào)中為各指令的二進(jìn)制代碼，指令格式如下：助記符機(jī)器指令碼說(shuō)明IN0010 0000IN->ROADD0000 0000RO+RO->ROOUT0011 0000RO->OUTHLT0101 0000停機(jī)試驗(yàn)中機(jī)器指令由CON單元的二進(jìn)制開(kāi)關(guān)手動(dòng)給出，其余單元的控制信號(hào)均由微程序控制器自動(dòng)產(chǎn)生，為此可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)通路圖，如下圖所示：數(shù)據(jù)通路圖幾條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的參考微程序流程圖如下圖所示。圖中一個(gè)矩形方框表示一條微指令，方框中的內(nèi)容為噶指令執(zhí)行的微操作，右上角的數(shù)字是該條指令的為地址，右下角的數(shù)字是該條指令的后續(xù)微地址，所有為地址均用16進(jìn)制表示。向下的箭頭之處了下一條要執(zhí)行的指令。P<1>為測(cè)試字，根據(jù)條件使微程序產(chǎn)生分支。微程序流程圖 將全部微程序按微指令格式變?yōu)槎M(jìn)制代碼，可得到表中的二進(jìn)制代碼表：地址十六進(jìn)制高五位S3S0A字段B字段C字段MA5-MA00000 00 010000000000000000000000010100 70 700000000001110000011100000400 24 050000000000100100000001010504 B2 010000010010110010000000013000 14 040000000000010100000001003218 30 010000000000110000000000013328 04 010000000000000100000000013500 00 35000000000000000000110101四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析 4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)分析如圖所示 當(dāng)前為指令的地址是00，下一條微指令地址是01 當(dāng)前指令地址是01H，數(shù)據(jù)是007070H，通過(guò)數(shù)據(jù)的后6位知道下條指令地址為30，此條指令表示為CON->IR中，寫(xiě)入機(jī)器指令碼 寫(xiě)入機(jī)器指令碼到IR中，機(jī)器指令碼為00100000，實(shí)現(xiàn)IN->R0。當(dāng)前指令地址是32H,下一地址是01H，實(shí)現(xiàn)了IN->R0 微指令實(shí)現(xiàn)R0->A，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址30H，當(dāng)前微指令地址為04H 微指令實(shí)現(xiàn)R0->B，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址04H，當(dāng)前微指令地址為05H微指令實(shí)現(xiàn)A+B->R0，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址05H，當(dāng)前微指令地址為01H 機(jī)器指令碼為30H，R0->OUT,所以要跳到地址為30H 微指令實(shí)現(xiàn)R0->OUT，因?yàn)檫@條微指令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以圖中的當(dāng)前指令地址為上一條指令的下一條地址，上一條微指令地址33H，當(dāng)前微指令地址為01H注：如果需要停機(jī)就輸入01010000機(jī)器指令碼五、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析、思考題與小結(jié)5.1實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析 實(shí)驗(yàn)要完整無(wú)錯(cuò)誤的進(jìn)行，首先要確保實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖連線(xiàn)的正確性才能確保在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)據(jù)通路流向以及數(shù)據(jù)的的正確性，這樣才能到達(dá)實(shí)驗(yàn)的目的；在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要理解每一步驟的原因，也加強(qiáng)自己的理解性和掌握程度；實(shí)驗(yàn)前要理解實(shí)驗(yàn)原理,以便于提高實(shí)驗(yàn)效果速率。5.2思考題 當(dāng)前微指令的微地址是多少？ 答： 當(dāng)前微指令的下地址是多少？ 答： 當(dāng)前微指令有幾個(gè)微命令有效？ 答： 當(dāng)前微指令實(shí)現(xiàn)了什么數(shù)據(jù)通路？ 答： 當(dāng)前微指令實(shí)現(xiàn)了什么功能？ 答 當(dāng)前微指令是哪條機(jī)器指令的微程序？ 答： 當(dāng)前微指令是哪條機(jī)器指令的微程序，該機(jī)器指令有幾條微指令？ 答：5.3 小結(jié) 本次實(shí)驗(yàn)是微程序控制器，剛開(kāi)始可能是真的不懂該實(shí)驗(yàn)要干什么，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)很陌生，完全不知道怎么下手，后來(lái)通過(guò)老師和同學(xué)的幫助，慢慢知道了實(shí)驗(yàn)的目的。難怪別人都說(shuō)計(jì)算機(jī)組成原理不懂的通過(guò)做實(shí)驗(yàn)也就明白了。當(dāng)然，在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)之前，預(yù)習(xí)是一定要的，這樣更能掌握實(shí)驗(yàn)的主要部分，以及操作流程，也能讓自己很快的上手，達(dá)到老師布置給我們的任務(wù)。還有一次實(shí)驗(yàn)就要結(jié)束了，希望自己能夠做到更好。得分（百分制） 實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析評(píng)價(jià)課程名稱(chēng)計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)班 級(jí)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)微程序控制器實(shí)驗(yàn)時(shí) 間2015-11-11實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況分析： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告分為五大部分：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)邏輯原理圖與分析；數(shù)據(jù)通路圖及分析；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析；實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析、思考題與小結(jié)。其主要核心部分在第四節(jié)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析，包含了實(shí)驗(yàn)的操作流程及數(shù)據(jù)的結(jié)果分析。當(dāng)然，其他部分也介紹了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，原理及?shí)驗(yàn)步驟，并且加了一些原理圖使其更好地理解。 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告最后還添加了實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析、思考題與小結(jié)部分，介紹了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自己遇到的問(wèn)題及注意事項(xiàng)；思考題則是考察自己對(duì)本實(shí)驗(yàn)的掌握情況等問(wèn)題。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及進(jìn)一步改進(jìn)措施： 本次實(shí)驗(yàn)是微程序控制器，剛開(kāi)始可能是真的不懂該實(shí)驗(yàn)要干什么，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)很陌生，完全不知道怎么下手，后來(lái)通過(guò)老師和同學(xué)的幫助，慢慢知道了實(shí)驗(yàn)的目的。難怪別人都說(shuō)計(jì)算機(jī)組成原理不懂的通過(guò)做實(shí)驗(yàn)也就明白了。當(dāng)然，在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)之前，預(yù)習(xí)是一定要的，這樣更能掌握實(shí)驗(yàn)的主要部分，以及操作流程，也能讓自己很快的上手，達(dá)到老師布置給我們的任務(wù)。還有一次實(shí)驗(yàn)就要結(jié)束了，希望自己能夠做到更好。