计算机组成原理实验之模拟整机实验考核试题

计算机组成原理实验考试样题

一、设计任务 说明：以下蓝色的部分要求考生填写

（1）将计组实验仪上模型机指令系统（8条指令）中的减法指令改为求反指令。

（2）在（1）的基础上扩展两条指令：减1指令和逻辑或指令。

二、 按照设计任务的要求，完成表1指令功能与格式（6分）

表1 指令功能与格式

名称	助记符	功能	指令格式
IR7 IR6 IR5 IR4	IR3 IR2	IR1 IR0
求反	NOT Rd	Rd(———) à Rd	0 0 0 1	× ×	Rd1 Rd0
减1	DEC	Rd减1à Rd	1 0 0 0	× ×	Rd1 Rd0
逻辑或	OR	Rd 或 Rsà Rd	1 0 0 1	Rs1 Rs0	Rd1 Rd0

注：“减1”和“逻辑或”的操作码可以在1000－1111之间。若“减1”使用过的操作码，则“逻辑或”就不能再用，反之亦然。

三、根据要求完成图1微程序流程图，（14分）（注：TEC-5中原来的框图在图1中用红色省略号表示，控制台微程序流程图与TEC-5相同，即保持不变）

图1 微程序流程图

四、根据图1微程序流程图编写微程序代码表（15分）

表2 微程序代码表

微指令	ADD	NOT	DEC	OR
当前微地址	10	20	11	21	18	22	19	23
下一微地址	20	0F	21	0F	22	0F	23	0F
P0
P1
P2
备用
TJ
LDIR
PC+1		1		1		1		1
LDPC#
AR+1
LDAR#
LDDR1	1		1		1		1
LDDR2	1						1
LDRi		1		1		1		1
SW-BUS#
RS-BUS#
ALU-BUS#		1		1		1		1
RAM-BUS#
CER#
CEL#
LR/W#
Cn#
M		0		1		0		1
S0		1		0		1		0
S1		0		0		1		1
S2		0		0		1		1
S3		1		0		1		1

注：后缀为#的信号都是低电平有效信号，为了在控存EEPROM中用“1”表示有效，这些信号在控制器中经过反相后送往数据通路。

五、根据微指令代码表编写控存代码（17分）

表3 控存代码表

微地址	CM3	CM2	CM1	CM0
00	00	00	00	48
01	00	00	00	00
02	03	40	04	03
03	00	00	40	02
04	01	08	00	05
05	00	00	44	04
06	00	80	08	07
07	00	10	04	1E
08	00	08	20	0F
09	00	08	84	04
0A	00	08	80	02
0B	00	08	A4	1D
0C	00	08	A4	1E
0D	00	80	0C	0E
0E	00	0C	04	1D
0F	00	80	08	90
10	00	03	00	20
11	00	01	00	21
12	00	03	00	1A
13	00	11	80	1B
14	00	10	80	1C
15	00	00	11	0F
16	00	00	14	0F
17	00	10	14	0F
18	00	01	00	22
19	00	03	00	23
1A	B8	24	10	0F
1B	01	20	10	0F
1C	03	44	10	0F
1D	01	08	00	0D
1E	01	08	00	06
1F	00	10	20	0F
20	90	24	10	0F
21	08	24	10	0F
22	F0	24	10	0F
23	E8	24	10	0F

填写表3，根据表3的数据，用软件UltraEdit-32编写如下四个文件：

cm0.bin cm1.bin cm2.bin cm3.bin ，然后通过串口调试助手软件，将以上四个文件下载到相应的控存芯片上。

六、对机器指令组成的简单程序（验证程序）进行手工译码（14分）

表4 机器代码表

内存地址	机器指令	机器代码
二进制	十六进制
00H	ADD R3，R2	00001011B	0BH
01H	OR R1, R0	10010001B	91H
02H	NOT R1	00010001B	11H
03H	STA R1, [R2]	00111001B	39H
04H	DEC R0	10000000B	80H
05H	OUT R2	01111000B	78H
06H	STP	01100000B	60H

七、连线和设置通用寄存器R0、R1、R2、R3及内存单元（10H）的值（10分）

1、将微程序控制器与数据通路联机，组成一台模型机。

2、根据表5的数据在模型机上设置通用寄存器R0、R1、R2、R3及（10H）的值

表5 初始通用寄存器和内存单元数据表

R0	R1	R2	R3	（10H）
55H	AAH	10H	07H	35H

八、存储验证程序机器代码（7分）

根据表4，将验证程序的机器代码存储到模型机RAM相应的单元中。

九、运行结果（20分+1分）

用单拍方式或连续方式执行一遍程序。执行完程序后，查看通用寄存器R0、R1、R2、R3及（10H）的值并填入下表，最后分析运行结果。

表6 最终通用寄存器和内存单元数据表（实验结果表）

寄存器号	R0	R1	R2	R3	（10H）
理论值	54H	00 H	10 H	17 H	00H
实验值