微程序控制器实验：设计与实现详解

微程序控制器实验是计算机组成原理课程设计的重要环节，它针对的是网络Z111专业的学生，如段立锋同学，学号114667。实验的核心目标是让学生深入理解和掌握微程序控制器的工作原理、指令系统以及设计过程。以下是实验的主要内容和关键知识点： 1. **实验目的**： - 深入理解微程序控制器的功能和构成，包括微程序小板（通常由7片GAL20V8组成）的作用。 - 学习和分析预设的基本指令（如ADC、MVRR、OUT、MVRD、JR和RET）的结构、功能和执行流程。 - 设计和实现自定义指令，提升对指令格式、寻址方式、指令分类的理解。 - 掌握指令系统的整体概念，包括指令设计过程和技术。 2. **实验设备**： - 实验在TEC-2000教学计算机上进行，该机的微程序控制器由微程序小板控制，其中包含7片MAPROM用于指令控制信号的生成。 - 了解监控程序的命令结构，区分A命令（支持基本指令）和E命令（用于扩展指令的编写和执行）。 3. **指令执行流程**： - 了解教学机的指令执行流程和分组情况，模仿已实现指令的处理方式设计新指令的执行步骤。 - 设计微地址和下地址的计算方法，确保指令的正确执行。 4. **指令设计**： - 制定指令格式，合理分配操作码和其他字段，遵循现有硬件限制和指令分类规则。 - 创建指令流程表，详细记录每个控制信号的状态及其作用。 5. **实验步骤**： - 确定新指令的结构和功能，遵循既定规范。 - 完成指令执行逻辑设计，包括划分指令执行阶段和功能设计。 - 仔细填写指令流程表，理解控制信号如何驱动硬件操作。 - 将设计的微码装载到控制存储器指定位置。 - 编写程序以测试和调试自定义指令。 通过这个实验，学生不仅能够巩固理论知识，还能提升实际动手能力和问题解决能力，为后续计算机系统设计和开发打下坚实基础。