中山大学 tec-2实验报告2

这篇实验报告讲述了中山大学tec-2实验中设计一条半字交换指令的过程，旨在让学生深入了解微程序控制器的工作原理、计算机指令的执行过程以及微指令的设计。实验的主要任务是设计一条指令，能够交换通用寄存器中字节的高低四位，以此实现半字交换。 实验目的： 1. 理解微程序控制器的结构和运作机制。 2. 加深对计算机各组件及其相互关系的认识。 3. 学习微指令的执行流程，掌握微程序设计方法，理解动态微程序设计的概念。 4. 进一步掌握计算机指令执行的细节，理解计算机的运行原理。 实验内容： 设计的指令是半字交换指令，它将读取通用寄存器的内容，然后进行字节的高低四位交换。 实验分析与设计： 1. 指令格式：D4DRX，其中D4表示指令类型，DR表示操作数寄存器地址，X是预留字段。 2. 指令功能：将寄存器DR中的内容进行半字交换，即交换字节的高四位和低四位。 3. 设计思路：读取DR中的数据存储到Q寄存器，然后将DR内容放到B口，与Q寄存器一起左移八次，实现半字交换。 4. 微程序E100包括两条微指令： - 微码100H：读取DR内容到Q寄存器，并设置循环计数器R/C为7（表示需要执行8次循环）。 - 微码101H：左移8次，利用条件码CC#（始终为1）进行循环，直到R/C减到0，完成8次左移操作。 加载微码到微控存的程序段说明了如何将微码从内存加载到微控存中，并给出了运行该程序段的示例。 实验运行： 实验运行时，首先将指定的数值存入R8，然后执行半字交换指令D4806。运行结果显示R8的内容进行了正确的半字交换，从1234变为3412。 实验心得： 通过这次实验，学生掌握了联合移位的概念和计数器的工作原理。微指令的循环执行是通过控制微程序的循环次数和条件码来实现的。在左移过程中，当CC#保持高电平时，微指令会持续执行，直到R/C计数器减至0，从而完成了8次循环，实现了半字交换功能。 这个实验提供了实践经验，加深了学生对计算机硬件层次尤其是微指令控制层面的理解，为后续的计算机系统设计课程打下了坚实的基础。