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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划实验五微程序控制器部件教学实验实验报告计算机组成原理课程设计综合实习报告课程设计目录一、实验名称及原理简介二、详细实验报告实验一：常规型微程序控制器组成实验?实验目的实验设备实验原理及电路实验任务实验数据实验二：CPU组成与机器指令执行实验?实验目的实验设备实验原理及电路实验任务实验数据三、心得体会一、实验名称及原理简介实验名称：?常规型微程序控制组成实验；?CPU组成与机器指令执行实验；?中断原理实验实验原理：一：TEC-4计算机组成实验系统简介TEC-4计算机组成实验系统由清华同
2、方教学仪器设备公司研制。它是一个典型的计算机模型实验仪器，可用于将大专、本科、硕士研究生计算机组成原理课程、计算机系统结构课程的教学实验。该仪器将提高学生的动手能力就，提高学生对计算机整体和各组成部分的理解，提高学生对计算机系统的综合设计能力。二：TEC-4计算机组成实验系统的组成1、控制台2、数据通路3、控制器4、用户自选器件实验区5、时序电路6、电源部分三：时序发生器时序发生器器产生计算机模型的时序。TEC-4计算机组成原理实验的时序电路如图一，电路采用2片GAL22V10,可产生两级等间隔时序新号T1-T4和W1-W4。其中一个W由一轮T1-T4循环组成，相当于一个微指令周期；而一轮W1
3、-W4循环可供硬连线控制器执行一条机器指令。CLR#为复位新号，低有效。试验仪处于任何状态下令CLR#=0，都会使时序发生器和微程序控制器复位；CLR#=0时，则可以正常运行。TJ是停机新号，是控制器的输出新号之一。连续运行时，如果控制信号停机=1，会使机器停机，停止发送时序脉冲,从而暂停程序。QD是启动信号，是运行程序的标志。DP，DZ，DB是来自控制台的开关信号。DP表示单拍，当DP=1时，每次只执行一条微指令；DZ表示单指，当DZ=1时，每次只执行一条机器指令；当DP，DB，DZ都为0时，机器连续运行。图一四：数据通路TEC-4计算机组成原理实验的数据通路的设计采用了数据总线和指令总线双
4、总线形式，使得流水实验能够实现。它还使用了大规模在系统可编程器件作为运算器和寄存器堆，使得设计简单明了，可修改性强。数据通路位于实验系统的中部。如图二其包括如下主要部件：1、运算器ALU，它有一片ispLSI1024组成，在选择端S2，S1，S0控制下，对数据A和B加、减、与、直通、乘五种运算。2、DR1和DR运算操作数寄存器；3、4、5、多端口通用寄存器堆暂存寄存器程序计数器、地址加法器；地址缓存器；等等图二五：控制器控制器位于本实验系统的中上部，产生数据通路操作所需的控制信号。如图三图三六：控制台控制台位于TEC-4计算机组成原理实验系统的下部，主要由指示灯和若干拨动开关组成，用于给数据通
5、路设置数、设置控制信号、显示各种数据使用。二、详细实验报告实验一：常规型微程序控制器组成实验一、实验目的：1.掌握时序产生器的组成原理。2.掌握微程序控制器的组成原理。3.掌握伪指令格式的化简和归并。二、实验设备：1、TEC-4计算机组成原理实验仪一台2、导线若干三、实验原理及电路：微指令格式与微程序控制器电路根据给定的条机器指令功能和数据通路总体图的控制信号，采用的微指令格式见图五。计算机组成原理实验报告学院：专业：班级学号：学生姓名：实验日期：指导老师：成绩评定：五邑大学信息学院计算机组成原理实验室实验五微程序设计实验一、实验目的：深入掌握微程序控制器的工作原理，学会设计简单的微程序。二、
6、预习要求：1复习微程序控制器工作原理；2复习计算机微程序的有关知识。三、实验设备：EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一台，连接线若干。四、微程序的设计：1微指令格式设计微指令编码格式的主要原则是使微指令字短、能表示可并行操作的微命令多、微程序编写方便。微指令的最基本成份是控制场，其次是下地址场。控制场反映了可以同时执行的微操作，下地址场指明下一条要执行的微指令在控存的地址。微指令的编码格式通常指控制场的编码格式，以下几种编码格式较普遍。1）最短编码格式这是最简单的垂直编码格式，其特点是每条微指令只定义一个微操作命令。采用此格式的微指令字短、容易编写、规整直观，但微程序长度长，访问控存取微
7、指令次数增多从而使指令执行速度慢。2）全水平编码格式这种格式又称直接编码法，其特点是控制场每一位直接表示一种微操作命令。若控制场长n位，则至多可表示n个不同的微操作命令。采用此格式的微指令字长，但可实现多个允许的微操作并行执行，微程序长度短，指令执行速度快。3）分段编码格式是将控制场分成几段。若某段长i位，则经译码，该段可表示2i个互斥的即不能同时有效的微操作命令。采用这种格式的微指令长度较短，而可表示的微操作命令较多，但需译码器。2微程序顺序控制方式的设计微程序顺序控制方式指在一条指令对应的微程序执行过程中，下一条微指令地址的确定方法，又叫后继地址生成方式。下面是常见的两种。1）计数增量方式
8、这种方式的特点是微程序控制部件中的微地址中的微地址产生线路主要是微地址计数器MPC。MPC的初值由微程序首址形成线路根据指令操作码编码形成。在微程序执行过程中该计数器增量计数，产生下一条微指令地址。这使得微指令格式中可以不设置“下地址场”。缩短了微指令长度，也使微程序控制部件结构较简单。但微程序必须存放在控存若干连续单元中。2）断定方式微指令中设有“下地址场”，它指出下条微指令的地址，这使一条指令的微程序中的微指令在控存中不一定要连续存放。在微程序执行过程中，微程序控制部件中的微地址形成电路直接接受微指令下地址场信息来产生下条微指令地址，微程序的首址也由此微地址形成电路根据指令操作码产生。3本
9、系统的微指令格式微程序设计的关键技术之一是处理好每条微指令的下地址，以保证程序正确高效地进行。本系统采用分段编码的指令格式，采用断定方式确定下一条微指令的地址。微操作控制信号状态条件指令操作码图5-2断定方式微程序控制部件示意图其中“微地址形成电路”对应于实验四的图4-1；“控存CM”对应于实验四的图4-1；“微指令寄存器及控制、地址场”对应于实验四的图4-1。每条微指令由24位组成，其控制位顺序如下：微指令译码电路如下：图53微指令译码电路图中MS24MS16对应于微指令的第2416位，S3S2S1S0MCn为运算器的方式控制，详见实验一和实验二；WE为外部器件的读写信号，1表示写，0表示读
10、；1A、1B用于选通外部器件，通常接至底板IO控制电路的1A1B端，四个输出Y0Y1Y2Y3接外部器件的片选端。图53中MS15MS13对应于微指令中的F1，经锁存译码后产生6个输出信号：LRi、LDR1、LDR2、LDIR、LOAD、LAR。其中LDR1、LDR2为运算器的两个锁存控制；LDIR为指令寄存器的锁存控制；LRi为寄存器堆的写控制，它与指令寄存器的第0位和第1位共同决定对哪个寄存器进行写操作；LOAD为程序计数器的置数控制，LAR为地址寄存器的锁存控制。以上6个输出信号均为1有效。图53中MS12MS10对应于微指令中的F2，经锁存译码后产生6个输出信号：RAG、RBG、RCG、
11、299-G、ALU-G、PC-G。其中RAG、RBG、RCG分别为寄存器Ax、Bx、Cx的输出控制；299-G为移位寄存器的输出控制；ALU-G为运算器的输出控制；PC-G为程序计数器的输出控制。以上信号均为0有效。图53中MS9MS9对应于微指令中的F3，经锁存译码后产生6个输出信号：P1、P2、P3、P4、AR、LPC。其中P1、P2、P3、P4位测试字，其功能是对机器指令进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支和循环运行和图5-4）；AR为运算器的进位输出控制；LPC为程序计数器的时钟控制。以上信号均为1有效。图5-4指令译码器电路TEC-XP计算机组成原实验系
12、统简介计算机组成原理是计算机科学与技术专业、信管、软件工程的一门核心专业基础课程，从XX年起，是计算机专业研究生入学考试重要的必考课程之一，它在基础课和专业课之间起着重要的衔接作用，通过本课程的学习，使学生能深入了解计算机中“程序、数据的表示方法、运算方法”，掌握计算机中核心部件“运算器、控制器、存储器、外设”的硬件组成、功能、控制方法及工作原理。本课程主要特点：知识面广、内容多、更新快，又加之教材不针对具体机型结构，学生学起来感觉空洞抽象、难以理解。因此，迫切需要某一具体机型来学习，增强对该课程的理解。TEC-XP实验教学机是一台软、硬件相对完整、配置小巧合理的完整计算机系统。用“麻雀虽小，肝胆俱全”这句话描述很切合实际。TEC-XP机里面配置了小巧的“运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备”完整要素，通过这台实验机的学习，对掌握计算机的基本构造、实现方法、实现原理具有很大的帮助。目录第1章TEC-XP实验系统简介1TEC-XP计算机组成原理实验箱简介1TEC-XP实验系统的硬件、软件组成2第2章TEC-XP教学机指令系统5指令系统综述5教学机指令汇总8第3章TEC-XP教学计算机硬件系统10教学计算机硬件系统的组成概述
