计算机组成原理 实验七 脱机方式下微代码装入与执行实验

实验七 脱机方式下微代码装入与执行实验

一、实验目的

通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制的工作方法。

观察微程序的运行过程，未进行简单模型计算机实验作准备。

二、实验原理

时序信号

指令与微指令周期

机器指令与机器指令周期

微程序控制器逻辑结构

微程令流程分析

微程令译码分析

三、实验过程

连线

把时钟单元(CLOCK UNIT)的T1-T4接到微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)的T1-T4。用另一根线把时钟单元(CLOCK UNIT)的T4接到微程序控制单元(MAIN CONTRO UNIR)的T4。

把手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的MA6-MA0接到微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)的MA6-MA0。

写入伪代码操作过程

拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)初始化。

把微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)右上角的编程开关置于“READ”状态

把时钟单元(CLOCK UNIT)的RUN/STEP开关置于“STEP”状态。

在手动控制单元(MANUAL UNIT)的MA6-MA0开关上拨入微控制存储器地址开关MA6—MA0，按表2-15从00H开始。

在微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)的微指令代码开关MK23-MK0上按表2-15的内容拨入24位的微指令，微指令代码显示灯上显示拨入的微指令代码。

按动时钟单元(CLOCK UNIT)的“START”按键，产生一组时序信号(T1—T4)，作用是把微指令代码开关MK23-MK0上的24位的微指令代码希尔与MA6—MA0指定的微程序控制存储器(2816)单元中，并显示MA6—MA0微程序控制存储器地址。

把MA6—MA0开关上微控至存储器地址加1，变成01H，02H，………，重复上面第 (5)、第(6)两步直接把表2-15中微指令代码全部写入微程序控制储存器(2816)中。

校验微代码操作过程

拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)初始化。

把微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)右上角的编程开关置于“READ”状态，确保RUN/STEP开关置于“STEP”状态。

在手动控制单元(MANUAL UNIT)的MA6—MA0开关上拨入微程序控制存储器地址，从00H开始。

按动时钟单元(CLOCK UNIT)的“START”按键，产生一组时序信号T1—T4，作用是将MA6—MA0指定的微程序控制存储器(2816)单元的微代码读出，显示在相应的24位微代码显示灯上，，同时显示MA6—MA0微程序控制存储器地址。

与表2-15的微程序代码进行比较，若相同，把MA6—MA0开关上的微控制存储内地址加1，变成01H，02H…，反复执行上面第(4)步操作再次读出验证，直至检查完表2-15中全部微程序代码为止。

比较后若不同，立即把微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)右上角的编程开关置于“PROG”状态，执行写入微代码操作过程的第(5)、第(6)这两步操作，写入正确微代码，然后马上把编程开关置于“READ”状态，执行上面第(4)步操作再次读出验证，直至检查完表2-15中全部微程序代码为止。

单步执行微代码操作过程

拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)初始化。

把微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)右上角的编程开关置于“READ”状态，确保时钟单元(CLOCK UNIT)的RUN/STEP开关置于“STEP”状态。

把微程序控制存储器地址开关MA6—MA0拨成0110000(30H)，这是机器指令IN(输入数据)的微程序入口地址。

按动时钟单元(CLOCK UNIT)的“START”按键产生一组时序信号(T1—T4)，读出机器指令IN(输入数据)的微程序代码。

把微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)右上角的编程开关置于“RUN”状态，这时微程序控制器地址显示灯MA6—MA0和微指令代码显示灯MD23—MD0指示正在执行的微地址和微代码。

反复按动“START”按键，可观察到与机器指令IN(输入数据)对应的微程序中每条微指令的地址码和控制码，地址码体现了微程序的流向，控制码体现了每条微指令的控制动作。

用不同的微程序入口反复做第(1)—(6)步的操作，可观察到不同机器指令的微程序流向和控制码，表2-15中有5条机器指令的微程序代码，表2-19是这些机器指令的助记符、指令功能和相应的微程序入口地址。

表2-19 简单