《计算机组成与设计》习题解答

内容发布更新时间 : 2025/4/14 2:02:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

R2out Add Zin Zout R3in IRout R1in PCin MDRin Write

将上述18个控制信号组成一个控制字,形成各微指令的控制字如下,其中取指令操作在T1和T2两个时钟周期完成,因为采用水平型直接编码:

T1: 1110 1000 0000 0000 00 T2: 0001 0100 0000 0000 00 ADDT3: 0000 0011 0000 0000 00 ADDT4: 0000 0000 1110 0000 00 ADDT5: 0000 0000 0001 1000 00 LOADT3: 0010 1000 0000 0100 00 LOADT4: 0001 0000 0000 0010 00 STORET3: 0010 0000 0000 0100 00 STORET4: 0000 0010 0000 0000 11 JMPT3: 1000 0001 0000 0000 00 JMPT4: 0000 0000 0110 0100 00 JMPT5: 0000 0000 0001 0001 00 (3) 画出微程序流程图。 根据指令执行过程,列出指令控制流程如下:

00000001ADD0010ADDT300110011ADDT401000100ADDT50000LOAD0110LOADT301110111LOADT40000T1T20001xx10STORE1010STORET310111011STORET40000JMP1110JMPT311111111JMPT410001000JMPT50000

(4) 安排微指令存储地址。以上总共有12条微指令,安排每条微指令在控制存储器中的存储地址如上图中所示。控制存储器的地址为4位,每条微指令的地址如图中每个微指令方框的左上角所示。

(5) 微指令格式设计。设计每条指令的控制字段。上述流程图中只有一个分支,所以在微指令中设置一位BCF字段。每条微指令的下一条微指令地址字段BAF为4位,标注在每个方框的右下角。在多路分支的时候,BAF中的高三位根据操作码以及寻址信息构成。这样完整的微指令格式是:

控制字(18位) BCF(1位) BAF(4位) 各指令代码如下: T1: 1110 1000 0000 0000 00 0 0001 T2: 0001 0100 0000 0000 00 1 xx10 ADDT3: 0000 0011 0000 0000 00 0 0011 ADDT4: 0000 0000 1110 0000 00 0 0100 ADDT5: 0000 0000 0001 1000 00 0 0000

LOADT3: 0010 1000 0000 0100 00 0 0111 LOADT4: 0001 0000 0000 0010 00 0 0000 STORET3: 0010 0000 0000 0100 00 0 1011 STORET4: 0000 0010 0000 0000 11 0 0000 JMPT3: 1000 0001 0000 0000 00 0 1111 JMPT4: 0000 0000 0110 0100 00 0 1000 JMPT5: 0000 0000 0001 0001 00 0 0000

第二条微指令(T2)的下址采用的多路分支方法为: 用指令操作码生成下址的高2位,低2位固定为10。并用一位的BCF字段控制分支地址的生成。微指令格式以及多路分支地址的形成电路如下图所示:

控制字(18位)?控制信号BCFBAF操作码1 0下址

34. 对于上题指令操作,若采用阵列逻辑实现控制器,试画出控制器的状态转换图。 解: (1) 写出各指令的操作步骤。同上。 (2) 画出状态图。控制器的状态转换图如下图所示:

S0S1ADDJMPLOADSTORES5S7S2S9S3S6S8S10S4S11

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