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[资源分享]     计算机组成原理实验6:指令总线运用实验

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  • 2021-09-03 15:26:19
  • 实验内容

    一、实验原理

    指令总线(IBUS)作为传递指令信息的通道是连接指令部件的钮带,如下图所示,在取指操作中指令信息由主存流向指令寄存器IR和指令译码器ID,若取操作数也可经三态门流向数据总线,指令总线(IBUS)也是主存及IR与数据总线之间的互递通路,在主存读写周期与数据总线双向交換信息,在通用寄存器或内存寻址操作中透过数据总线单向传递地址信息。

    二、数据通路

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    三、部件特点

    1. 指令寄存器IR

    上图所示的IR框由2片74LS574锁存器构成16位指令寄存器,主要用于存放指令所规定的寻址方式,它的输入端经指令总线(IBUS)分别与主存和数据总线构成取数通路。其锁存输出端编码产生通用寄存器地址,并指定由IR15~IR8提供内存地址。

    2. 指令编译器ID

    上图所示的ID框由指令编译电路(CPLD)构成11位微地址寄存器,主要用于存放指令排序器所定义的指令起始微地址(亦可称为指令的微程序入口地址)。ID的输入端经指令总线(IBUS)分别与主存和数据总线构成取数通路。其三态输出端经微总线(uBUS)单向流入微程序计数器的输入端口,在时序电路的控制下形成与当前指令相对应的微程序入口地址。

    四、 指令总线手动在线实验

    1、将系统状态设置为“手动”、“在线”。

    2、指令寄存器IR字打入

    拨动“I/O输入输出单元”开关向指令寄存器IR置数,操作步骤如下:

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    3、指令寄存器IR偶字节打入

    拨动“I/O输入输出单元”开关向指令寄存器IR置数,操作步骤如下:

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    4、指令寄存器IR奇字节打入

    拨动“I/O输入输出单元”开关向指令寄存器IR置数,操作步骤如下:

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    五、 指令总线手动搭接在线实验

    1、将系统状态设置为“手动”、“搭接”。

    2、IR操作方式

    IR指令寄存器写入

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    3、实验连线

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    4、指令寄存器IR字打入

    拨动“I/O输入输出单元”开关向指令寄存器IR置数,具体操作步骤如下:

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    5、指令寄存器IR偶字节打入

    拨动“I/O输入输出单元”开关向指令寄存器IR偶址置数,操作步骤如下:

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    6、指令寄存器IR奇字节打入

    拨动“I/O输入输出单元”开关向指令寄存器IR奇址置数,操作步骤如下:

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    实验报告

    学院、系: 计算机学院
    专业名称: 软件工程
    学生姓名: 小何学长
    指导教师: 刘亚松

    一、实验题目

    十六位机运算器实验

    二、实验目的与要求

    实验目的

    掌握十六位机字与字节运算的数据传输格式,验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。

    实验要求

    完成算术、逻辑、移位运算实验,熟悉ALU运算控制位的运用。

    三、实验步骤(阐述主要步骤)

    将0008H写入AH寄存器,然后完成AH寄存器移位运算

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    在给定AX=6655h、BX=AA77h的情况下,改变运算器的功能设置,观察运算器的输出,填入下页表格中,并和理论分析进行比较、验证。

    运算控制 运算表达式 M S2 S1 S0 AX BX 运算结果
    带进位算术加 A+B+C(进位) 0 0 0 0 6655 AA77 FUN=(10CC)
    带借位算术减 A-B-C 0 0 0 1 6655 AA77 FUN=(BBDE)
    带进位左移 RLC A 0 0 1 0 6655 AA77 FUN=(CCAA)
    带进位右移 RRC A 0 0 1 1 6655 AA77 FUN=(332A)
    算术加 A+B 0 1 0 0 6655 AA77 FUN=(10CC)
    算术减 A-B 0 1 0 1 6655 AA77 FUN=(BBDE)
    左移 RL A 0 1 1 0 6655 AA77 FUN=(CCAA)
    右移 RR A 0 1 1 1 6655 AA77 FUN=(B32A)
    取BX值 B 1 0 0 0 6655 AA77 FUN=(AA77)
    AX取反 NOT A 1 0 0 1 6655 AA77 FUN=(99AA)
    AX减1 A-1 1 0 1 0 6655 AA77 FUN=(6654)
    清零 0 1 0 1 1 6655 AA77 FUN=(0000)
    逻辑或 A OR B 1 1 0 0 6655 AA77 FUN=(EE77)
    逻辑与 A AND B 1 1 0 1 6655 AA77 FUN=(2255)
    AX加1 A+1 1 1 1 0 6655 AA77 FUN=(6656)
    取AX值 A 1 1 1 1 6655 AA77 FUN=(6655)

    案例:

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    四、心得体会

    本节课学习了并掌握十六位机字与字节运算的数据传输格式,验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。同时完成算术、逻辑、移位运算实验,熟悉ALU运算控制位的运用。虽然操作有点麻烦,但还是坚持完成并验证了其原理,自己的动手能力有所增强,还学到了知识,真开心啊!

    文档获取

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