计算机组成原理实验之数据通路实验(LK-TEC-9)

一、实验目的:

 

1、进一步熟悉LK-TEC-9模型计算机的数据通路的结构;

2、进一步掌握数据通路中各个控制信号的作用和用法;

3、掌握数据通路中数据流动的路径;

 

二、实验环境:

 

一台LK-TEC-9实验系统

 

三、实验内容:

(写出主要的内容)

(1) 数据通路实验:为程序控制方式

1.实验准备

将控制器转换开关拨到微程序位置,将编程开关设置为正常位置。打开电源。 2.进行数据通路实验
⑴设置数据通路实验模式
首先将“控制转换”开关拨到最下方位置既“微程序”灯亮。按复位按钮CLR,使TEC-8实验系统复位。指示灯µA5~µA0显示00H。将操作模式开关设置为SWC=1、SWB=1、SWA=1,准备进入数据通路实验。按一次QD按钮,进入数据通路实验。
⑵将数75H写到寄存器R0、数28H写到R1、数89H写到R2、数32H写到R3。指示灯µA5~µA0显示0FH。在数据开关SD7~SD0上设置数75H。在数据总线DBUS指示灯D7~D0上可以看到数设置得正确不正确,发现错误需及时改正。数设置正确后,按一次QD按钮,将SD7~SD0上的数写入寄存器R0,进入下一步。 依照写R0的方式,在指示灯µA5~µA0显示32H时,在指示灯B7~B0观测寄存器R0的值,将数28H写入R1;在指示灯µA5~µA0显示33H时,在指示灯B7~B0上观测R1的值,将数89H写入R2;在指示灯µA5~µA0显示34H时,在指示灯B7~B0上观测R2的值,将数32H写入R3。
⑶设置存储器地址AR和程序计数器PC
指示灯µA5~µA0显示35H。此时指示灯B7~B0显示寄存器R3的值。在数据开关SD7~SD0上设置地址20H。在数据总线DBUS指示灯D7~D0上可以看到地址设置得正确不正确。地址设置正确后,按一次QD按钮,将SD7~SD0上的地址写入地址寄存器AR和程序计数器PC,进入下一步。
⑷将寄存器R0、R1、R2、R3中的数依次写入存储器20H、21H、22H和23H单元。 指示灯µA5~µA0显示36H。此时指示灯AR7~AR0和PC7~PC0分别显示出存储器左、右两个端口的存储器地址。指示灯A 7~A0、B7~B0和D7~D0都显示寄存器R0的值。按一次QD按钮,将R0中的数写入存储器20H单元,进入下一步。
依照此法,在指示灯µA5~µA0显示37H时,在INS7~INS0上观测存储器20H单元的值,将R1中的数写入存储器21H单元;在指示灯µA5~µA0显示38H时,在INS7~INS0上观测存储器21H单元的值,将R2中的数写入存储器22H单元;在指示灯µA5~µA0显示39H时,在INS7~INS0上观测存储器22H单元的值,将R3中的数写入存储器23H单元。
⑸重新设置存储器地址AR和程序计数器PC
指示灯µA5~µA0显示3AH。此时指示灯PC7~PC0显示23H,INS7~INS0显示存储器23H单元中的数。在数据开关SD7~SD0上设置地址20H。按一次QD按钮,将地址20H写入地址寄存器AR和程序计数器PC,进入下一步。
⑹将存储器20H、21H、22H和23H单元中的数依次写入寄存器R3、R2、R1和R0。 指示灯µA5~µA0显示3BH。此时指示灯AR7~AR0和PC7~PC0显示20H,指示灯D7~D0和INS7~INS0同时显示存储器20H中的数,按一次QD按钮,将存储器20H单元中的数写入寄存器R3,进入下一步。
依照此法,在指示灯µA5~µA0显示3CH时,在指示灯B7~B0上观测R3的值,将存储器21H单元中的数写入寄存器R2;在指示灯µA5~µA0显示3DH时,在指示灯B7~B0上观测R2的值,将存储器22H单元中的数写入寄存器R1;在指示灯µA5~µA0显示3EH时,在指示灯B7~B0上观测R1的值,将存储器23H单元中的数写入寄存器R0。
⑺观测R0的值
指示灯µA5~µA0显示00H。此时指示灯A7~A0显示R0的值,指示灯B7~B0显示R3的值。
三、实验记录:

µA5~µA0

A7~A0

B7~B0

D7~D0

AR

PC

INS7

R0

R1

R2

R3

0FH

00H

00H

20H

00H

00H

FFH

0

0

0

0

32H

89H

32H

75H

00H

00H

FFH

75H

0

0

0

33H

28H

28H

28H

00H

00H

FFH

75H

28H

0

0

34H

75H

89H

89H

00H

00H

FFH

75H

28H

89H

0

35H

00H

32H

32H

00H

00H

FFH

75H

28H

89H

32H

36H

00H

00H

00H

20H

20H

D5H

75H

28H

89H

32H

37H

00H

28H

28H

21H

20H

00H

75H

28H

89H

32H

38H

00H

89H

89H

22H

21H

28H

75H

28H

89H

32H

39H

00H

32H

32H

23H

22H

89H

75H

28H

89H

32H

3AH

00H

20H

20H

24H

23H

32H

75H

28H

89H

32H

3BH

32H

00H

00H

20H

23H

32H

75H

28H

89H

75H

3CH

89H

28H

28H

21H

23H

32H

75H

28H

28H

75H

3DH

28H

89H

89H

22H

23H

32H

75H

89H

28H

75H

3EH

00H

32H

32H

23H

23H

32H

32H

89H

28H

75H

00H

00H

00H

00H

24H

23H

32H

32H

89H

28H

75H

 

⑶结合实验现象,在每一实验步骤中,对下述信号所起的作用进行解释:SBUS、MBUS、LPC、PCINC、LAR、ARINC、MEMW、M、S0、S1、S2、S3、CIN、ABUS、SEL3、SEL2、SEL1、SEL0、DRW、SBUS。并说明在该步骤中,哪些信号是必需的,哪些信号不是必需的,哪些信号必需采用实验中使用的值,哪些信号可以不采用实验中使用的值。
⑷写出下列操作时,数据的流动路径和流动方向:给寄存器置初值、设置存储器地址、将寄存器中的数写到存储器中,从存储器中读数到寄存器。

八、可探索和研究的问题
1.如果用I-cache和D-cache来代替双端口存储器,请提出一种数据通路方案。

(2) 数据通路实验:为独立控制方式:

首先将“控制转换”开关拨到最中间位置既“独立”灯亮。【操作模式:1111】计算机组成原理实验之数据通路实验(LK-TEC-9)_第1张图片

计算机组成原理实验之数据通路实验(LK-TEC-9)_第2张图片

计算机组成原理实验之数据通路实验(LK-TEC-9)_第3张图片

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