嵌入式CISC计算机设计：比较指令与微程序实现

本篇文档是关于计算机组成原理课程设计的一个详细项目，主要目标是设计一台基于嵌入式CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）模型的计算机。设计任务包括构建数据通路、操作控制器、以及实现特定功能的指令系统。 首先，设计的课题要求创建一个能够处理无符号整数的模型机，其核心功能是对输入的三个数进行比较，根据它们的相等关系输出相应的结果：0表示所有数都不相等，1表示有2个数相等，2表示所有数都相等。这涉及到基本的数据输入(IN1)，数据移动(MOV)，数值比较(CMP)，以及条件分支(JE和JMP)和输出(OUT1)指令。 接下来，文档展示了嵌入式CISC模型机的数据通路框图，这是硬件设计的关键部分，它定义了数据如何在CPU内部流动，包括微地址寄存器、地址转移逻辑、控制存储器等组件。操作控制器的逻辑框图则负责解析和执行指令，包括操作码、微命令信号和状态条件的管理。 设计的指令系统共包含6条微指令，如IN1用于将数据存入寄存器，MOV用于数据移动，CMP执行比较操作，而JE和JMP分别处理条件跳转，OUT1用于输出结果到外部设备。每条指令都有特定的助记符、指令格式和功能描述，同时明确了寄存器R0、R1和R2的选择规则。 机器指令的微程序流程图展示了指令执行的微观级步骤，通过一系列微命令来完成操作。微指令代码表列出了实际的微指令，每个微指令由微地址和微命令信号组成，例如LOAD用于加载数据，LDPC和LDRi等信号分别对应不同的操作。 在整个设计过程中，学生需要深入理解计算机组成原理，包括处理器架构、指令集设计、数据路径和控制逻辑等方面的知识。通过这个课程设计，他们可以锻炼编程、硬件设计和逻辑分析的能力，同时也加深了对计算机内部工作机制的理解。完成这样的项目不仅有助于理论知识的巩固，也为今后在IT领域从事系统设计和开发打下坚实的基础。