计算机组成原理实验5模型机设计与实验

一、实验学时
4学时
二、实验目的
（1）掌握微程序控制器的工作原理和组成结构；
（2）构造一台模型机并完成调试，掌握整机概念。
三、实验环境
硬件资源：PC机或笔记本电脑，康芯实验箱；软件资源：Quartus17.1设计平台。
四、实验原理
在实验1、实验2、实验3和实验4的基础上，构造一台模型机并完成调试，掌握整机概念。如图5.1所示。根据实验四的取指周期微指令，实验五开始进入执行阶段，首先根据操作码决定进行什么操作，然后根据地址码中0100中的01决定了IR[2]和IR[3]为1和0，所以Y1为1，M[17]再为1，LD_R1为1，上一步的pc+1，为1，取出01号单元的内容31送到R1中；同理，再取出03号单元中的数55送到R0中；然后由M27M26M25M24控制的S[3…0]为1001进行加法运算，将运算完的结果送到总线，然后再根据IR[2]和IR[3]为1和0送到R1寄存器

图5.1 完整微指令模型机电路原理图

五、实验结果
指令执行周期的微程序的编码。
0000 0000 1011 0010 0010 0000 0000 0000
0000 1001 0000 0010 0001 0000 0000 0000
0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000 0000

根据上表列出的3种指令，写出微操作、微命令、微指令编码和微地址。

本实验仿真波形如图2所示。其中，IN等是输入信号，CLK等是控制信号，BUS、IR等是输出信号，仿真波形的正确性在康芯实验箱上得到了验证。

图5.2 仿真波形图

六、实验讨论与总结