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[计算机组成原理课程设计]2023浙江理工大学
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一、目的和要求
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。 要进行这项大型实验，必须清楚地懂得： TEC-2机的功能部件及其连接关系 TEC-2机每个功能部件的功能与具体组成 TEC-2机支持的指令格式 TEC-2机的微指令格式，AM2910芯片的用法 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 要实现的新指令的格式与功能。 二、实验环境TEC-2模拟机 三、具体内容选定指令格式、操作码，设计如下指令： （1）加法指令。指令格式：D5DRSR，DISP 双字指令（控存入口100H） 功能： [DR]=[DR] +[[SR]+DISP] 微程序设计与实现 执行顺序微指令说明1PC->AR将DISP的地址放入AR,为偏移量读出做准备2MEM->Q将DISP从内存读出放入Q寄存器3SR->AR将SR寄存器的值放入AR，为SR读出做准备4MEM+Q->AR将SR从内存读出并加上DISP后放入AR寄存器，为[[SR]+DIP]的读出做准备5MEM->Q将[[SR]+DIP]读出放入Q寄存器6DR->AR将DR放入AR,为DR读出做准备7MEM+Q->Q将DR从AR中读出，让后放入Q寄存器8Q->MEM,CC#=0将Q寄存器的值放入DR中（上次放入AR的值是DR指向的地址）。1.PC->AR 0000 0E00 9030 5002微码介绍：
2.MEM->Q 0000 0E00 00F0 0000
微码介绍：
3.SR->AR 0000 0E00 9040 0082
微码介绍：
4.MEM+Q->AR 0000 0E01 10E0 0002
微码介绍：
5.MEM->Q 0000 0E00 00F0 0000
微码介绍：
6.DR->AR 0000 0E00 90B0 008A
微码介绍：
7.MEM+Q->Q 0000 0E01 00E0 0000
微码介绍：
8.Q->MEM,c#=0 0029 0300 1020 0010
微码介绍：
如下图所示，[1800H]单元存储了100，[1700H]单元存储了1800，[1805H]单元存储了10，在使用该指令后，[1800H]单元加上了[1805H]单元的10后存放在[1800]单元中得到正确结果：110.
指令格式：D8××，ADDR1，ADDR2 三字指令（控存入口110H） 功能： [ADDR1]←[ADDR2] 微程序设计与实现 执行顺序微指令说明1PC+1->AR将ADDR2的指针地址放入AR，为ADDR2地址读出做准备2MEM->AR将ADDR2的地址从地址中读出放入AR，为ADDR2读出做准备3MEM->Q将ADDR1的值读出放入Q寄存器中4PC->AR,PC+1->PC将ADDR1的内存地址送入AR,为ADDR1地址读出做准备5MEM->AR将ADDR1的值读出放入AR，为ADDR1读出做准备6Q->MEM,CC#=0将Q寄存器的值放入，AR指向的内存单元（此时AR指向的内存单元是[ADDR1]）1.PC+1->AR 0000 0E00 9035 5402
微码介绍：
2.MEM->AR 0000 0E00 10F0 0002
微码介绍：
3.MEM->Q 0000 0E00 00F0 0000
微码介绍：
4.PC->AR,PC+1->PC 0000 0E00 A0B5 5402
微码介绍：
5.MEM->AR 0000 0E00 10F0 0002
微码介绍：
6.Q->MEM,c#=0 0029 0300 1020 0010
微码介绍：
如下图所示[1800H]单元存储了1，[1805H]单元存储了2，使用该微程序后[1800]H单元存储了[1805H]单元的2结果正确。
注意：本题结果有误，但是用E501,0004可以得正确结果但不符合题目要求。期末复习任务重，具体正确做法请读者自行探究。 判断两个通用寄存器内容是否相等，若相等则转移到指定目的地址（(IP)+DISP），否则顺序执行。 指令格式：E1 DR SR，DISP 双字指令（控存入口130H, DISP为相对转移地址偏移量） 功能： if DR=SR goto (IP)+DISP else 顺序执行。 微程序设计与实现 执行顺序微指令说明1DR-SR,CC#=CND测试DR与SR是否相等,如果Z=1(/Z=0)则程序跳转到A4H2PC->AR,PC+1->PC为读取转移地址做准备3IP+MEM->PC,CC#=0读取偏移量并且加上当前地址，然后跳至指定地址1.DR-SR,#CC=CND 0029 0371 9190 0088
微码说明： 2.PC->AR,PC+1->PC 0000 0E00 A0B5 5402
微码说明：
3.IP+MEM->PC,CC#=0 0029 0300 30D6 5000
微码说明：
如图所示在R0,R1中分别存放1，1 使用该指令后不执行`MOV R2,0指令R2的值仍为1.
略 五．附加材料下面是对Tec-2机的一些总结 字长TEC-2机字长为10位。 指令TEC-2机指令字长位16位，其中有6位（IR_{15-10}）操作码，之后两位IR_{9-8}是条件码。最多支持2^{6}=64条指令，其中有53条已经实现。 IR:指令寄存器，用于存储当前正在执行的指令 主存主存支持64K字，4K\times 8的ROM存放监控程序，2K \times 8的RAM存放用户数据和数据。 运算器运算器由四片AM2901级联而成，可以实现8种运算功能，16哥双端口（A,B）读出、单端口（B）写入的通用寄存器，其中R_{4-6} 分别为SP,PC,IP寄存器，其余寄存器可用于用户编程。 IP 寄存器 保存当前正在运行的指令的地址，用于转移变址的目的 I_{8-6} 进行寄存器结果和Y输出选择 I_{5-3} 进行运算功能选择 I_{2-0} 进行数据来源选择 控制器控制器由一篇AM2910,7片6116(RAM,2K \times 8)(微控)、16位的指令寄存器IR和2片2716(存储用于实现53条机器指令的微程序，加电后读取送入微控存)等组成。 PC寄存器 程序计数器PC用运算器的R5寄存器表示，保存下一条指令的地址 IP寄存器 指令地址寄存器IP由运算器的R6寄存器表示，保存当前执行的指令 微控 已实现的53条指令的微程序存放在2片单独的8位 中，加电的过程自动调入控存（装入微 码）。 AR 地址总线的输入信号仅有一组，即地址寄存器（ AR），而AR只能接收来自运算器的结果输出信号。 常用微指令19H 取指令， 增量。 该条微指令公用于所有指令。 1AH 1AH 按新取来的指令的操作码找到该条指令本身的微程序段的入口地址。 19H之后一定是1AH。 A4H A4H 根据有无中断请求，决定是进入中断处理过程，还是顺序执行。 任何一条机器指令执行完都要去A4H检测中断 程序调试以第一个微程序为例 前期准备 S_{2}S_{1}S_{0} 设为100 FS_{1}FS_{2}FS_{3}FS_{4} 设为1010 STEP/CONT 设为CONT 输入并查看微码 E900 将微码输入到900H开始的内存单元中
D900 查看900H开始的内存单元的数据
将微码加载到微控 A800 输入加载微码的程序
G800 运行上边的代码，把微码装入微控存100H开始的单元中 测试指令 A820 输入测试指令的程序到820H开始的内存单元中
E830 把新指令写到830H开始的内存单元中
U820 反汇编，查看输入的测试指令的程序
G820 运行从820H开始的程序 观察运算结果 DA00 |
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