通过前面的学习典型部件的设计与调试,我们对数据选择器、移位器、加法器、运算器、存储器和微程序控制器有了比较深刻的了解。在此基础上设计一个简单的计算机。 计算机设计与调试的步骤如下: 一、拟订指令系统 指令系统是设计计算机的依据 ,拟订指令系统将涉及基本字长、指令格式、指令种类、寻址方式等内容。 基本字长: 程序设计平台中配置的存储器容量为256*8,可知道基本字长定为8位。 指令格式: 指令格式可有单字长和双字长指令两种,在双字长格式中,第二字节一般定义为操作数或操作数地址。 指令格式为: 7 4 3 2 1 0
操作码OP 源操作数 目的操作数 指令类型: 模型机有单操作数指令、双操作数指令和无操作数指令。 操作码OP共四位,最多可定义16条指令。 数据的传送单位为8位 数据的传送范围R—>R R—>RAM RAM—>R 寻址方式: 由于指令较短,操作数字段仅两位,为了简化硬件设计,将操作数字段和目的操作数字段的寻址定义为不同的含义。 源操作数字段寻址方式 目的操作数寻址方式 00 R0 00 R1 01 (R0) 01 (R1) 10 I 10 I 11 D 11 D Ri表示操作数就在寄存器中 (Ri)表示操作数地址在寄存器中 I指令的第二个字节为操作数或称立即寻址 (D)指令的第二个字节为操作数的地址 源操作数使用R0寻址 目的操作数R1寻址 二、 确定总体结构 1、寄存器的设置: R0,R1为通用寄存器,8位。 IR为指令寄存器,8位。 PC程序寄存器,8位。 MAR为地址寄存器,8位。 2、加法器的设置: 采用8位带串行进位并行加法器。 3、选择器的设置: 连入A选择器的数据来源是RAM的读出数据和R0寄存器的数据。连入B选择器的数据来源是PC的数据和R1的数据。 数据通路的设计,在总体结构中是最重要的一个问题,模型机的数据通路是以总线为基础,以CPU为核心的。 信息的传送路径