微指令设计t

(1) 设计一条指令,比较SR内容与[ADDR].

若SR[ADDR]; 否则SR-[ADDR]->[ADDR].

指令格式： D4 0 SR

ADDR

设计分析：

100：把PC的值（即ADDR的地址）送到AR中，然后PC+1 101：用MEM->AR将ADDR从内存中取出并送到AR中

102：利用SR-MEM->Q计算SR与[ADDR]的差，并让各标志位接受ALU的运算结果，

103：若S=1（即SR

105：AR

106：将Q寄存器的值送到[ADDR]中

微程序:

100H: PC->AR,PC+1->PC: 0000 0E00 A0B5 5402

101H: MEM->AR: 0000 0E00 10F0 0002

102H: SR-MEM->Q,接受标志: 0000 0E01 01D0 0080

103H: S=1（即ARMEM,CC#=0: 0029 0300 1020 0010

105H: SR+MEM->Q: 0000 0E00 00D0 0080

106H: Q->MEM,CC#=0:

0010

A800

MOV R1,900

MOV R2,7

MOV R3,100

LDMC

RET

G800

A820

MOV R7,0001

MOV R1,0002

MOV [082A],R1

NOP

NOP 0029 0300 1020

E826

D407 082A

G820

U820

运行结果如下：

0820:2C70 0001 MOV R7, 0001

0822:2C10 0002 MOV R1, 0002

0824:3401 082A MOV [082A],R1

0826:D407 DW D407

0827:082A ADC R2, R10

0828:AC00 RET

0829:0000 NOP

082A:0003 NOP

……结果分析:由于运行前SR=R7=0001

更换数据测试:

>E821

0821 0001:0002

>G820

运行结果如下：

0820:2C70 0002 MOV R7, 0002

0822:2C10 0002 MOV R1, 0002

0824:3401 082A MOV [082A],R1

0826:D407 DW D407

0827:082A ADC R2, R10

0828:AC00 RET

0829:0000 NOP

082A:0000 NOP

……结果分析:由于运行前SR=R7=0002=[ADDR]=[082A]=0002，故运行后[ADDR]=0000=SR-[ADDR],结果正确.

(2) 设计一条指令,比较SR内容与[ADDR].

若SRPC;否则SR+[ADDR]->DR. 指令格式： D4 DR SR

ADDR OFFSET

设计分析：

100：把PC的值（即ADDR的地址）送到AR中

101：用MEM->AR将ADDR的值从内存中取出并送到AR中

102：利用MEM->Q将[ADDR]的值从内存中取出然后送到Q寄存器中

103：SR-Q,并让个标志位接收运算结果，以便根据标志位进行条件转移

104：降OFFSET的地址送到AR中并且PC+1,若S=1（即SR

105：SR>=[ADDR]时，SR+Q->DR，结束

106：AR

100H: PC->AR,PC+1->PC: 0000 0E00 A0B5 5402

101H: MEM->AR: 0000 0E00 10F0 0002

102H:

00f0 0000

103H: SR-Q:改变标志位： 0000 0e01 9200 0088

104H:S=1（即SR

条件转移到106,PC->AR,PC+1->PC: 0041 83B0 A035 5402

105H: SR+Q->DR,CC#=0: 0029 0311 B000 MEM->Q: 0000 0e00

106H: IP+MEM->C,CC#=0: 0029 0310 30D6 5000

装载微码：

A800

MOV R1,900

MOV R2,7

MOV R3,100

LDMC

RET

G800

A820

mov r1,0002

mov [0890],r1

nop

nop

nop

ret

mov r0,1111

Ret

D487 0890 0004

1） RR7 ：0001

SR(0001)

R0=1111

2) RR7:0004

SR(0004)>ADDR(0002)

R8=0006

3) RR7:0002

SR(0002)=ADDR(0002) R8=0004

(3) 设计一条指令。将SR与绝对地址ADDR单元内容比较，如果SR[ADDR]，否则，[ADDR]+SR->[ADDR]。 指令格式： D4 0 SR

ADDR

设计分析：

先取出[ADDR]中的值，然后用SR-[ADDR]->Q来计算二者的差值，并利用运算所得的标志位判断比较二者的大小以进行条件转移：当S=1时，说明SRQ，然后将Q的值写回[ADDR]；否则，顺序执行[ADDR]+SR->Q,并将Q的值写回

[ADDR]中。

微程序：

100H: PC->AR, 0000 0E00 90B0 5002

101H: MEM->AR: 0000 0E00 10F0 0002

102H: SR-MEM->Q,接受标志: 0000 0E01 01D0 0080

103H: S=1（即SRQ，转移到105: 0041 8310 00D0 0080

105H: MEM-SR->Q: 0000 0E00 02D0 0080

106H: Q->MEM,CC#=0: 0029 0300 1020 0010

加载微程序：

E900 输入以上微码

(2) 加载到微控存程序段

微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中

>A800

0800：MOV R1，900 ；微码在内存中的首地址

0802：MOV R2，7 ；共 9条微指令

0804：MOV R3，100 ；微码在微控存中的首地址 0806：LDMC ；加载微码指令

0807：RET

0808：

>G800 ；加载微指令到控制存储器

(3) 运行程序段

>A820

MOV R1,01

比较

MOV R2,02

MOV [082A],R2

NOP

NOP

NOP

NOP

RET

>E826

输入以下内容：

(4) 运行结果

>G820 ;R1是指令中的SR，用它和DATAD401 082A ；运行程序

结果：

1.(SR=01)

[ADDR]=0001

2. >E821

0002

(SR=02)=([ADDR]=02)时

[ADDR]=0004

(4)设计一条条件转移指令。将SR与内存单元DATA的值进行比较，

1）如果SRDR，

2）如果SR≥DATA，则ADDR->PC

指令格式： D4 DR SR

DATA ADDR

设计分析:

一开始要将PC即DATA的地址送到AR，并PC+1->PC,因为两种情况下PC都至少要指向第三行ADDR处。

从存储器中取出DATA的值，把SR和DATA的值相减，让各个标志位接收运算结果，并根据标志位S的值判断条件转移，同时要再将PC 即ADDR的地址送到AR中并PC+1->PC

1)当S=1时，SRDR

2)否则，SR≥DATA,顺序执行ADDR->PC

微程序

100H: PC->AR,PC+1->PC: 0000 0E00 A0B5 5402

101H: mem->Q: 0000 0e00 00f0 0000

103H: SR-Q:改变标志位： 0000 0e01 9200 0088

104H:S=1（即SR

条件转移到105,PC->AR,PC+1->PC: 0041 43B0 A035 5402

104H:MEM->PC,CC#=0: 0029 0300 30F0 5000a8

105H:SR+Q->DR,CC#=0: 0029 0311 B000 0088

(2) 加载到微控存程序段

微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中

>A800

0800：MOV R1，900 ；微码在内存中的首地址

0802：MOV R2，6 ；共 6条微指令

0804：MOV R3，100 ；微码在微控存中的首地址

0806：LDMC ；加载微码指令

0807：RET

0808：

>G800 ；加载微指令到控制存储器

(3) 运行程序段

>A820

MOV R1,01 ;R1是指令中的SR，用它和DATA比较

NOP

NOP

NOP

RET

>A82A

MOV R8,10F0 ;大于等于时，将会跳到82A执行这条赋值指令 RET

>E822

输入以下内容：D421 0088 082A

(4) 运行结果

>G820 ；运行程序

结果：

1.SR（0001）

DR(R2)=0089

2.

>E821

0001:0088

SR（0088）=DATA（0088）时

R8=10F0

>E821

0088:0099

Sr(0099)>DATA(0088)时

R8=10F0

(5)把用绝对地址表示的内存单元ADDR1的内容与内存单元ADDR2的内容相加，结果存到ADDR1单元中。

一. 实验器材

TEC-2实验计算机、电脑各一台

二. 实验分析与设计

1. 指令格式

指令格式： D4XX

ADDR1

ADDR2

2. 指令功能

功能：

3. 设计分析

1）PC加1后不送入PC，而是直接存入AR中，这样即可以通过AR逐步取出ADDR2中的内容到Q中暂时存放，而PC的值并不发生改变；

2）将PC送到AR，这次PC指向的是ADDR1的地址，即向AR中送入ADDR1的地址，然后PC自加1送入PC中，然后逐步取出ADDR1指向的内存中的数据;

3）再将PC加1，并且不将PC送到AR中，以免覆盖之前AR中ADDR1的地址，此操作用于跳出该指令；

4）将2）中取出数据Q中的相加后送到Q；

5）将Q中的数据送到AR指向的内存中，即ADDR1；

4. 微程序

100：PC+1→AR： 0000 0E00 90B5 5402 [ADDR1] + [ADDR2] → [ADDR1]

101：MEM→AR：

102：MEM→Q： 0000 0E00 10F0 0002 0000 0E00 00F0 0000

103：PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E00 A0B5 5402

104：MEM→AR： 0000 0E00 10F0 0002

105：PC+1→PC: 0000 0E00 A0B5 5400 106：MEM+Q→Q： 0000 0E01 00E0 0000

0029 0300 1020 0010 107：Q→MEM，CC#=0：

5. 加载到微控存程序段

说明：微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中 >A800

0800：MOV R1，900

0802：MOV R2，8

0804：MOV R3，100

0806：LDMC

0807：RET

0808：

6. 运行程序段

>A820

0820：MOV R0，0011

0822：MOV [0890]，R0 ；微码在内存中的首地址 ；微指令条数 ；微码在微控存中的首地址 ；加载微码指令

0824：MOV [0891]，R0

0826：NOP

0827：NOP

0828：NOP

0829：RET

>E826

然后输入以下内容：

D400 0890 0891

7. 运行结果

>G820

用D命令查看运算结果

>D890

则屏幕显示

0890：0022 0011•

(6) 设计一条半字交换指令

1. 指令格式

指令格式： D8

2. 指令功能

DR(I15-I8)与DR(I7-I0)的内容互换

DR 0

3. 设计分析

1）将DR的内容送到Q寄存器中，并启用4号命令，因为预备循环8次，所以下

地址字段要写7;

2）用8号命令重复循环，让Q和DR中的数据联合左移8次，Q中的高8位作为

填充移入到DR的第八位，就相当于完成了DR中数据高低位的交换;

3）循环结束后，顺序执行.

4. 微程序

110：DR→Q,4#： 0001 C400 8030 0008

111：R0Q→R0Q(联合左移),8#：0000 0806 E030 0208

112：CC#:

5. 加载到微控存程序段

说明：微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中 >A800

0800：MOV R1，900

0802：MOV R2，3

0804：MOV R3，110

0806：LDMC ；微码在内存中的首地址 0029 0300 9030 0008 ；微指令条数 ；微码在微控存中的首地址 ；加载微码指令

0807：RET

0808：

6. 运行程序段

>A820

0820：MOV R0，80F0

0822：NOP

0824：N0P

0825：NOP

0827：NOP

0828：RET

>E822

然后输入以下内容：

D800

7. 运行结果

>G820

用D命令查看运算结果

>R

则屏幕显示

R0= F080

(7)设计一条指令,实现的功能是：

当DR=SR时，原PC(IP)+OFFSET→PC;

当DR

1. 指令格式

指令格式： D4

2. 设计分析

1) 100:另DR-SR并让各个标志位接受ALU的状态标志； 2）101：PC→AR，将OFFSET的地址送到AR中，然后根据标志位判断，如果零标志位等于1，说明DR=SR，利用下地址字段给出跳转的地址104；

3）102：若零标志位不为1，则由顺寻执行到此处。根据负标志位判断，若为1，则说明DR

4）103：若102和103中的条件判断都不成立，即DR>SR，则用PC+1→PC顺序执行下一条汇编指令；

5）104：由101跳转至此后，用IP+OFFSET(MEM)→PC将ADDR送到PC中完成转移；

6）105：由102跳转至此后，用ADDR(MEM)→PC完成转移。

3. 微程序

100:DR-SR；接受标志: 0000 0E01 9110 OFFSET ADDR DR SR

0088

101:PC->AR,DR=SR时跳到104: 0041

5002

102:PC->AR, PC+1->PC，DR

103:PC+1->PC，DR>SR时执行下条指令： 0029 0300 B030 5400

104:IP+OFFSET(MEM)->PC：

5000

105:ADDR(MEM)->PC：

5000

(2) 加载到微控存程序段

4. 加载到微控存程序段

说明：微码存放在900H（或某内存单元）开始的内存单元中 >A800

0800：MOV R1，900

0802：MOV R2，6

0804：MOV R3，100

0806：LDMC

0807：RET ；微码在内存中的首地址 0029 0300 30F0 0029 0300 30D6 0370 9030 ；微指令条数 ；微码在微控存中的首地址 ；加载微码指令

0808：

5. 运行程序段

>A820

0820：MOV R7,7

0822：MOV R8,8

0824：MOV R0,0

0826：NOP

0827: NOP

0828：NOP

0829: NOP

082A：MOV R0,4444

082C: RET

082D: MOV R0,5555

082F: RET

0830: MOV RO,7777

0832: RET

>E826

然后输入以下内容：

D478 0007 0830

6. 运行结果

1)R7=7,R8=8

>G820

用R命令查看运算结果

R0=7777 （成功跳转至0830处）

2)>E821

输入 0008 （即R7=8,R8=8)

>G820

用R命令查看运算结果

R0=5555 (成功跳转至IP+OFFSET即082D处）

3)>E821

输入 0009 （即R7=9,R8=8)

>G820

用R命令查看运算结果

R0=4444 (成功执行下一条指令，即082A处)

(8)设计一条指令，以实现将SR内容与内存单元ADDR的内容相加，结果存到ADDR单元中。

1.指令功能

功能:[ADDR]+SR→[ADDR]

2.指令格式

指令格式： D4 0 SR

ADDR

3.设计分析

根据实验册Page45后的

4.微程序

100：PC→AR，PC+1→PC： 0000 0E 00 A0 B5 54 02

101：MEM→AR：

102：MEM→Q：

103：Q+SR→Q： 0000 0E 00 10 F0 00 02 0000 0E 00 00 F0 00 00 0000 0E 01 80 80 00 80

0029 03 00 10 20 00 10 104：Q→MEM，CC#=0：

5.加载到微控存程序段

(一)用”A”命令输入加载微码的程序

在命令行提示符状态下输入:

>A800

0800：MOV R1，900

0802：MOV R2，5

0804：MOV R3，100

0806：LDMC

0807：RET ；微码在内存中的首地址 ；微指令条数 ；微码在微控存中的首地址 ；加载微码指令

0808：

(二)用”G”命令运行加载微码的程序

在命令行提示符状态下输入:

>G800

微码便装入起始地址为100H的微控存中.

6.输入程序并运行新命令

(一)用”A”命令输入程序

在命令行提示符状态下输入:

>A820

0820：MOV R0，0011

0822：MOV R8，0001

0824：MOV [0890]，R0

0826：NOP

0827：NOP

0828:RET

(二)用”E”命令输入新指令

在命令行提示符状态下输入:

>E826

0826: D400 0890 0891

7.用”G”命令运行程序

在命令行提示符状态下输入

>G820

然后用”D”命令察看运行结果

在命令行提示符状态下输入:

>D890

屏幕将显示:

0890 0012

0891单元为0012,即为正确的运算结果.

(9)设计一条符号扩展指令

1.指令功能

功能：

2.指令格式

指令格式： D8 DR 0

3.设计分析

根据指令的功能和指令格式:

(1)对寄存器保存的低位字节的8位有符号补码数进行逻辑左移操作，左移9位，空出的低位补0;

(2)对其进行算术右移操作，右移9位，空出的高位用最高位（符号位）填补，这样即可将其扩展为16位的同值补码数;

(3)结果仍保存在原寄存器中，完成指令功能;

4.微程序

100：R/C=8： 0002 0400 8030DR 符号扩展→ DR

0000

101：DR→DR逻辑左移9次： 0000 0806 F030 0208 102：R/C=8：

0000 0002 0400 8030

103：DR→DR算术右移9次,CC#=0： 0029 0F20 D030 0108

5.加载到微控存程序段

(一)用”A”命令输入加载微码的程序

在命令行提示符状态下输入:

>A800

0800：MOV R1，900 ；微码在内存中的首地址

0802：MOV R2，4 ；微指令条数

0804：MOV R3，100 ；微码在微控存中的首地址 0806：LDMC ；加载微码指令

0807：RET

0808：

(二)用”G”命令运行加载微码的程序

在命令行提示符状态下输入:

>G800

微码便装入起始地址为100H的微控存中.

6.输入程序并运行新命令

(一)用”A”命令输入程序

在命令行提示符状态下输入: >A820

0820：MOV R9，00FF 0822：NOP

0823：RET

(二)用”E”命令输入新指令 在命令行提示符状态下输入: >E822

然后输入以下内容： D890

7.察看运行结果 >G820

>R

R9=FFFF

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