教学计算机微程序控制器指令扩展实验报告

"该文档是华北科技学院计算机学院的一份关于‘指令扩展性实验’的课程设计报告，旨在让学生深入理解计算机微程序控制器的组成、设计技术和Am2910器件的应用，以及教学计算机各部件的连接方法。实验中，学生需要在已有的基本指令系统上扩展ADTW和ADRM两条指令。实验设备包括TEC-XP+教学机和微机，使用的软件有Windows XP、ISPLEVER、ispVM System等。实验步骤涉及微程序控制器的工作原理，如PC如何提供指令地址，指令存储器如何存储和传输指令，微地址如何生成，以及控制存储器如何读取和执行微指令。此外，报告还提到了控制器产生的控制信号，如DC1和DC2字段的作用，以及不同字段如何影响数据来源和寄存器操作。" 在计算机组成原理中，微程序控制器是处理器核心的重要组成部分，它通过微指令来实现机器指令的执行。在这个实验中，学生将学习到： 1. **微程序控制器组成**：控制器通常包含PC（程序计数器）、指令存储器、指令寄存器IR、微地址寄存器和控制存储器。PC用于存储下一条要执行的指令地址，指令存储器存储所有机器指令，IR保存当前执行的指令，微地址寄存器则根据OP字段确定微程序的入口地址，控制存储器则存储所有的微指令序列。 2. **Am2910器件**：Am2910可能是一种微处理器或控制器芯片，其功能和具体应用在实验中会进行详细讲解，帮助学生理解硬件层面的指令处理。 3. **指令扩展**：实验要求学生设计并扩展ADTW和ADRM两条新指令，这涉及到指令集架构的理解，包括操作码设计、寻址模式和指令执行流程。 4. **控制信号的生成**：控制器会产生各种控制信号，例如DC1和DC2，它们决定了CPU内部总线的数据来源和专用寄存器的接收。SSHSCI、SST、A口和B口的字段控制着进位、移位、状态寄存器和数据寄存器的操作。 5. **实验环境与工具**：实验在TEC-XP+教学机上进行，配合ISPLEVER和ispVM System等软件，这些工具通常用于模拟和调试微处理器操作，帮助学生理解微程序设计和控制器的实际工作。 通过这个实验，学生不仅能掌握微程序控制器的基本原理，还能提升硬件级编程和计算机系统设计的能力，这对于理解计算机底层运作机制和进一步学习操作系统、编译原理等高级课程至关重要。