计算机组成原理课程设计报告16位模型机的设计.doc

石家庄经济学院华信学院计算机组成原理课程设计报告计算数据块中所有数据的累加和并存储到内存单元中题目16位模型机的设计姓名学号班号一班指导老师成绩2023年1月目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc7545一、引言PAGEREF_Toc75453HYPERLINK\l_Toc101301.1设计目的PAGEREF_Toc101303HYPERLINK\l_Toc289051.2设计任务PAGEREF_Toc289053HYPERLINK\l_Toc26095二、具体设计及实现PAGEREF_Toc260954HYPERLINK\l_Toc153362.1拟定指令系统PAGEREF_Toc153364HYPERLINK\l_Toc251652.2指令格式PAGEREF_Toc251655HYPERLINK\l_Toc245462.3寻址方式PAGEREF_Toc245465HYPERLINK\l_Toc6087三、16位CPU的模型PAGEREF_Toc60877HYPERLINK\l_Toc54673.1各功能部件的VHDL设计PAGEREF_Toc54679HYPERLINK\l_Toc182443.216位模型机的设计与实现PAGEREF_Toc1824422HYPERLINK\l_Toc8779四、总结PAGEREF_Toc877927HYPERLINK\l_Toc11488五、参考文献：PAGEREF_Toc1148827HYPERLINK\l_Toc12378六、代码PAGEREF_Toc1237828一、引言1.1设计目的为掌握并巩固本学期所学习的计算机组成原理知识，设计本次实验。运用整合所学的相关知识，一步步设计构造一台基本的模型计算机，明确计算机的控制原理与控制过程，巩固和灵活应用所学的理论知识，掌握计算机组成的一般设计方法，提高学生设计能力和实践操作技能，为从事计算机研制与设计打下基础。1.2设计任务本机功能：计算数据块中所有数据的累加和并存储到内存单元中。汇编代码如下：START：MOVSI,OFFSETSRC1;源操作数地址送SIMOVDI，OFFSETDXT；目的操作数地址送DIMOVBX，OFFSETSRC2；结束地址送BXMOVBL0；设立BL中初值为0NEXT：MOVAL，[SI]；取数ADDBL,AL;数据相加MOV[DI]，AL；存数CMPSI,BX;JESTART；假如SI=BX，则转向STARTINCSI；修改源地址JMPNEXT；转向NEXT二、具体设计及实现2.1拟定指令系统分析：依据汇编语言程序得出部件间的数据流的方向为立即数→寄存器寄存器↔内存内存操作数采用寄存器间址寻址方式源与目的寄存器内容比较，假如源等于目的转移，转向地址在指令中提供寄存器加1指令无条件转移指令，转向地址在指令中提供。指令类型（指令中的立即数为一个字即16位）立即数→寄存器需要在指令中指出寄存器及立即数如：LOADIR0，10H，此指令为双字指令内存操作数→寄存器需要在指令中指出间址寄存器及目的寄存器如：LOADR3，[R1];指令为单字指令寄存器→内存需要指令中指出源寄存器及间址寄存器如：STORE[R2]，R7;指令为单字指令寄存器内容比较产生转移的指令需要指令中指出源、目的寄存器以及转向的地址如：BRANCHEQI0000H;指令为单字指令寄存器加1指令指令中指出寄存器如：INCR1，指令为单字指令无条件转移指令指令中提供转向地址如：BRANCHI0008H;指令为单字指令2.2指令格式单字指令格式单指令但操作数：INCBRANCHI单指令双操作数：movloadstoreLOADI双字指令格式双字三操作数：BRANCHEQIBRANCHGTI操作码指令功能00001LOAD将寄存器间址的存储单元内容装载到寄存器00010STORE将寄存器的数据存入到寄存器间址的存储单元00011MOV将源寄存器内容传送到目的寄存器00100LOADI将立即数装入到寄存器00101BRANCHI无条件转移到由立即数指定的地址00110BRANCHEQI假如源寄存器内容等于目的寄存器的内容，则转移到由立即数指定的地址00111INC寄存器内容加1指令01000ADD数据相加2.3寻址方式寻址方式含义立即数寻址指令格式中源操作数为立即数寄存器间址寻址方式寄存器中操作数的地址直接寻址主存中为操作数依据以上设计的指令系统，将主存中数据累加并存储到内存单元中的程序如下：地址机器码指令功能说明0000H0001H2023H0010HLOADIR1，00