计算机组成原理课程设计—基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现 - 图文

4.3软件实现

4.3.1机器指令系统实现

本次指令设计格式遵循常见指令格式设计原则，机器指令共占8位，其中高四位为操作码OP，低四位为操作数地址ADDR

指令寻址方式设计

? 顺序寻址：根据PC（74LS161）计数器自动增1，顺序读取下一条指令；

? 跳跃寻址：根据PC（74LS161）的PC-SET功能，依照跳跃指令内容往计 数器

中预置打入数据，从而跳转到相应地址。

操作数寻址方式设计

? 寄存器寻址：利用AC（74LS373）寄存器进行寻址；

? 直接寻址：根据指令中的ADDR所指向的地址得到主存相应数据；

? 隐含寻址：利用AC（74LS373）寄存器，对于需要双操作数的机器指令只提供一

个操作数，另一操作数隐含在AC中。

1指令格式

本次指令设计格式遵循常见指令格式设计原则，机器指令共占8位，其中高四位为操作码OP，低四位为操作数地址ADDR，见表4.14描述：

7——4位 OP 表 4.14 系统指令格式

3——0位 ADDR

指令格式编码及其格式说明如表4.15所示：

指令全称 LOAD ADDR 指令地址 0001 指令功能 取操作数指令，将ADDR所指向的内存单元中的操作数取出，然后打入AC中 STORE ADDR 0010 回存指令，将计算结果回存打入地址ADDR所指向的内存单元MM中 JMP ADDR 0011 跳转指令，使程序跳转到地址ADDR所指向的单元，然后读取下一条指令（依赖PC） ADD ADDR 0100 加法指令，实现（AC）加（ADDR），且将结果打入AC SUB ADDR 0101 减法指令，实现（AC）减（ADDR），且将结果打入AC AND ADDR 0110 与指令，实现（AC）&（ADDR），且将结果打入AC OR ADDR 0111 或指令，实现（AC）&（ADDR），且将结果打入AC NOT ADDR NOT A异或B 1000 1001 1010 取反指令，实现，且将结果打入AC 取反指令，实现，且将结果打入AC 异或指令，实现（AC）异或（ADDR），且将结果打入AC A加A 1011 乘2指令，实现（AC）加（AC），且将结果打入AC END 1100 结束指令，程序终止运行 表4.15 指令格式说明表

2、指令周期流程图如下图4.16所恨死

图 4.16 指令流程图

具体的指令流程

1、 LOAD指令，如图4.17所示

开始 μAR清零 PC→MM PC+1→PC RD、LDIR; IRA→μAR IRB→MM RD BUS→bus LDAC 取指公操作

4.17 LOAD指令流程图 M1

M2