计算机组成原理实验指导书 联系客服

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C4=FIFOWR&O2&O1;

EMPTY=(OE==O)&!FLAGG; FULL=(OE==O)&FLAGG; END

3.LS273模块(ls273.abl) MODULE LS273 \

CLK PIN ; I7,I6,I5,I4,I3,I2,I1,I0 PIN ; \

O7,O6,O5,O4,O3,O2,O1,O0 PIN ISTYPE 'REG';

I=[I7,I6,I5,I4,I3,I2,I1,I0]; O=[O7,O6,O5,O4,O3,O2,O1,O0]; \

EQUATIONS O.CLK=CLK; O:=I;

END

4.MUX4多路选择模块(mux4.abl) MODULE MUX4 \

OE1,OE2 PIN ; D07,D06,D05,D04,D03,D02,D01,D00 PIN ; D17,D16,D15,D14,D13,D12,D11,D10 PIN ; D27,D26,D25,D24,D23,D22,D21,D20 PIN ; D37,D36,D35,D34,D33,D32,D31,D30 PIN ; \

O7,O6,O5,O4,O3,O2,O1,O0 PIN ; \

I0=[D07,D06,D05,D04,D03,D02,D01,D00]; I1=[D17,D16,D15,D14,D13,D12,D11,D10]; I2=[D27,D26,D25,D24,D23,D22,D21,D20]; I3=[D37,D36,D35,D34,D33,D32,D31,D30]; OD=[O7,O6,O5,O4,O3,O2,O1,O0]; OE=[OE2,OE1];

EQUATIONS

WHEN OE==0 THEN OD=I0; ELSE WHEN OE==1 THEN OD=I1; ELSE WHEN OE==2 THEN OD=I2;

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ELSE WHEN OE==3 THEN OD=I3; END

(3) 编译上述文件,并将生成的JEDEC文件下载至ISPLSI1032E中。 (4)按图3.4实验连线图接线。

图3.4实验连线图

(5)操作步骤

接线图中OO1、OO2、OOE1、OOE2、OOEE1、OOEE2是六个观察记数的指示灯,其中OO1、OO2是写信号记数,OOE1、OOE2是读信号记数,OOEE1、OOEE2是FIFO中的数据个数。FULL及EMPTYy是满和空标志灯。

实验时,先拨动SW-B开关置“0”,拨动CLR开关使FIFO清空。然后给INPUT DEVICE单元中置一个数,按动START,此时将此数写入到FIFO中,依次写四次后,FULL满标志置位。此时再也写不进去,然后连续按动KK2-读信号,将顺序读出所存的四个数,从总线显示灯检查结果是否与理论值一致。

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实验四 微控制器实验

一. 实验类型

验证型实验(4学时)

二. 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.掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行。

三.实验环境

(1)TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。 (2)PC机(或示波器)一台。

四.背景知识

1. 微程序控制器的基本原理 (1)微程序控制的优点:

微程序控制技术可代替直接由硬件连线的控制技术。由于微程序控制方法规整性好,灵活方便,通用性强,因此在大型复杂的数字系统设计中广泛应用,成为控制器的主流设计方法。

(2)微程序控制的基本思想:

微程序控制的基本思想,就是仿照通常的解题程序的方法,把所有的控制命令信号汇集在一起编码成所谓的微指令,再由微指令组成微程序,存放在一个EPROM里。系统运行时,一条又一条地读出这些微指令,产生执行部件所需要的各种控制信号,从而驱动执行部件进行所规定的操作。 (3)微指令的结构:

控制器通过一条条控制线向执行部件发出各种控制命令,我们把这些控制命令叫做微命令。而执行部件接受微命令所执行的操作叫做微操作。

在系统的一个基本状态周期(又称机器周期)中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,构成一条微指令。

强调两点:第一,一条微指令的有效持续时间是系统的一个基本周期,它表示从ROM中读出微指令与执行这条微指令的时间总和。当从ROM中读出下一条微指令后,当前的这条微指令即失效。第二,一条微指令中包含若干个微命令,它们分头并行地控制执行部件进行相应的微操作。

微指令除给出微命令信息外,还应给出测试判别信息。一旦出现此信息,执行这条微指令时要对系统的有关标志进行测试,从而实现控制算法流程图中出现的条件分支。微指令中还包含一个下一地址字段,该字段将指明ROM中下一条微指令的地址。

上图示出了微指令的典型结构。长条框内的符号×表示一个二进制位(bit)。其中微命令

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字段给出执行部件的控制信号:×编码为1,表示有微命令,×编码为0表示无微命令。测试判别字段和下一地址字段一起实现顺序控制:当测试判别字段无效时(×编码为0),下址字段信息即是下条微指令的地址;当判别测试字段有效时(其中一个X编码为1),根据执行部件反馈线上的标志信息对下址字段信息进行修改,修改好的地址即为下条微指令的地址。

(4)微程序

微程序是由若干条微指令组成的序列。在计算机中,一条机器指令的功能可由若干条指令组成的微程序来解释和执行。 在一般数字系统中,微程序相当于前述的ASM流程图,也就是将控制器的控制算法变成了微程序流程图,并用EPROM来实现。

微程序概念的引入,使大型复杂数字系统控制器的设计发生了革命性的变化。因为微程序技术可代替硬件布线的控制技术,即由门电路和触发器等组成的硬件网络可被存有控制代码的EPROM存储器所取代。 2 微程序控制器的组成

微程序控制器的结构与微指令的格式密切相关。

下图是微程序控制器的结构框图。它由控制存储器、微地址寄存器、微命令寄存器和地址转移逻辑几部分组成。微地址寄存器和微命令寄存器两者的总长度即为一条微指令的长度,二者合在一起称为微指令寄存器。

(1)控制存储器(ROM)

ROM中存放微程序,也就是全部的微指令。ROM的容量取决于微指令的总数。假如控制器需要128条微指令,则微地址寄存器长度为7位。ROM的字长取决于微指令长度。如果微指令为32位,则ROM的字长就是32位。实际应用中ROM可采用EPROM或E2PROM、EAROM,用户写入和修改微程序比较方便。 (2)微命令寄存器

微命令寄存器暂存由控制存储器中读出的当前微指令中控制字段与测试判别字段信息,可由8D寄存器组成。 (3)微地址寄存器

微地址寄存器暂存由控制存储器读出的当前微指令的下址字段信息。它可由带RD、SD强置端的D触发器组成。其中时钟端和D端配合用做ROM的读出打入,用SD进行下址修改。

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