計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)(桂林電子科技大學(xué))

《計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)(桂林電子科技大學(xué))》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)(桂林電子科技大學(xué))（24頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第24頁 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)說明書 題 目： 設(shè)計(jì)一臺(tái)嵌入式CISC模型計(jì)算機(jī) 院 （系）： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 網(wǎng)絡(luò)工程 學(xué)生姓名： 唐波 學(xué) 號(hào)： 1100380219 指導(dǎo)教師： 陳智勇 一、課設(shè)題目： 設(shè)計(jì)一臺(tái)嵌入式CISC模型計(jì)算機(jī)（采用定長CPU周期、聯(lián)合控制方式），并運(yùn)行能完成一定功能的機(jī)器語言程序進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)方法可從以下4類中任選一個(gè)： ●連續(xù)輸入5個(gè)有符號(hào)整數(shù)（8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示，用十六進(jìn)制數(shù)輸入），求最小的負(fù)數(shù)的絕對(duì)值并輸出顯示。 說明：①5個(gè)有符號(hào)數(shù)從外部輸入； ②一定要使用符號(hào)標(biāo)志位（比如說SF），并且要使用為負(fù)的時(shí)候轉(zhuǎn)移（比如JS）或不為負(fù)的時(shí)候轉(zhuǎn)移（比如JNS）指令。 二．CISC模型機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 三．操作控制器的邏輯框圖 … … 指令寄存器IR 操作碼 微地址寄存器 地址譯碼 控制存儲(chǔ)器 地址轉(zhuǎn)移 邏輯 狀態(tài)條件 微命令寄存器 P字段 操作控制字段 微命令信號(hào) 說明： 在T4內(nèi)形成微指令的微地址，并訪問控制存儲(chǔ)器，在T2的上邊沿到來時(shí)，將讀出的微指令打入微指令寄存器，即圖中的微命令寄存器和微地址寄存器。 四．模型機(jī)的指令系統(tǒng)和所有指令的指令格式 由此可見，本模型機(jī)中的指令系統(tǒng)中共有8條基本指令，下表9列出了每條指令的格式、匯編符號(hào)和指令功能。 指令助記符 指令格式 功能 15--12 11 10 9 8 7-----------0 IN1 Rd 0101 Rd (Rd)+1→Rd，鎖存標(biāo)志位 MOV Rd,im 0001 Rd im 立即數(shù)→Rd CMP Rs,Rd 0011 Rs Rd Rs,Rd比較， INC Rd 0010 Rd 輸入設(shè)備→Rd JNS addr 0100 addr 若大于，則addr→PC JMP addr 0110 addr addr→PC OUT1 Rs 1001 Rs (Rs)→輸出設(shè)備 MOV1 Rs,Rd 1000 Rs Rd (Rs)→Rd NOT Rd 0111 Rd Data取反 指令格式： （1）I/O指令（單字節(jié)） I說明：對(duì)Rs和Rd的規(guī)定： Rs或Rd 選定的寄存器 0 0 R0 0 1 R1 1 0 R2 1 1 R3 五．所有機(jī)器指令的微程序流程圖 00 PC→ABUS（I） RD ROM IBUS→IR PC+1 00 P(1) MOV1 OUT1 IN1 MOV NOT JMP JNS CMP INC 03 02 09 08 01 07 O6 05 04 Rs→X -X→Rs 鎖存CF，ZF Rs→X Rd→Y 鎖存CF，ZF Rd→Y Y+1→Rd 鎖存CF，ZF IR（I）→Rd Rs→LED Rs→X X→Rd IR（A） →PC SW→Rd 20 00 00 P(2) 00 00 00 00 00 00 00 CF=1 ZF=1 CF=0 ZF=0 10 ROM→BUS BUS→PC 00 00 設(shè)計(jì)操作控制器單元（即微程序控制器） （1）設(shè)計(jì)微指令格式和微指令代碼表 CISC模型機(jī)系統(tǒng)使用的微指令采用全水平型微指令，字長為25位，其中微命令字段為17位，P字段為2位，后繼微地址為6位，其格式如下： 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 LOAD LDPC LDAR LDIR LDRi RD_B RS_B S2 S1 S0 ALU_B SW_B LED_B RD_D CS_D RAM_B CS_I ADDR_B P1 P2 后繼微地址 由微指令格式和微程序流程圖編寫的微指令代碼表如下所示，在微指令的代碼表中微命令字段從左邊到右代表的微命令信號(hào)依次為：LOAD LDPC LDAR LDIR LDRi RD_B RS_B S2 S1 S0 ALU_B SW_B LED_B RD_D CS_D RAM_B CS_I ADDR_B 微地址 微命令字段 P1 P2 后繼微地址 00 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 000010 01 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 000000 02 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 000001 03 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 000000 04 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 000011 05 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 000100 06 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 100000 07 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 000000 08 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 010010 09 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 010100 10 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 000000 （2）設(shè)計(jì)地址轉(zhuǎn)移邏輯電路 地址轉(zhuǎn)移邏輯電路是根據(jù)微程序流程圖3-2中的棱形框部分及多個(gè)分支微地址，利用微地址寄存器的異步置“1”端，實(shí)現(xiàn)微地址的多路轉(zhuǎn)移。 由于微地址寄存器中的觸發(fā)器異步置“1”端低電平有效，與A4～A0對(duì)應(yīng)的異步置“1”控制信號(hào)SE5～SE1的邏輯表達(dá)式為：（A5的異步置“1”端SE6實(shí)際未使用） SE5= FSP(2)T4 SE4=I7P(1)T4 SE3=I6P(1)T4 SE2=I5P(1)T4 SE1=I4P(1)T4 六．嵌入式CISC模型計(jì)算機(jī)的頂層電路圖 CROM: AA; 七．匯編代碼： MOV R0,00H 功能 ：將0賦給R0 MOV R1,FFH 將FF賦給R1 MOV R2,05H 將05賦給R2 L0:INC R0 計(jì)數(shù)加1 CMP R0,R2 R0與R2比較，是否輸入五個(gè)數(shù) JNS L3 是跳轉(zhuǎn)L2輸出 IN1 R3 輸入一個(gè)數(shù)到R3 CMP R3,R1 R3和R1比較，鎖存CF，ZF JNS L2 跳轉(zhuǎn)L2輸出 JMP L1 跳轉(zhuǎn)L1 L1:MOV1 R1,R3 （R3）→（R1） JMP L0 跳轉(zhuǎn)L0 L2: NOT R1 R1取反 INC R1 R1加1 OUT1 R1 輸出R1 八．機(jī)器語言源程序 地址（十六進(jìn)制） 匯編語言源程序 機(jī)器語言源程序 代碼 00 MOV R0,00H 0001 0000 0000 0000 1000 01 MOV R1,FFH 0001 0001 1111 1111 11FF 02 MOV R2,05H 0001 0010 0000 0101 1025 03 L0:INC R0 0010 0000 0000 0000 2000 04 CMP R0,R2 0011 1000 0000 0000 3800 05 JNS L3 0100 0000 0000 1100 400C 06 IN1 R3 0101 0011 0000 0000 5300 07 CMP R3,R1 0011 1101 0000 0000 3D00 08 JNS L2 0100 0000 0000 1010 400A 09 JMP L1 0110 0000 0000 0011 6003 0A L1:MOV1 R1,R3 1000 1101 0000 0000 8D00 0B JMP L0 0110 0000 0000 0011 6003 0C L2: NOT R1 0111 0001 0000 0000 7100 0D INC R1 0010 0001 0000 0000 2100 0E OUT1 R1 1001 0100 0000 0000 9400 九．機(jī)器語言源程序的功能仿真波形圖及結(jié)果分析 1.MOV R0,00H 2.MOV R1,FFH 3.MOV R2,05H 4.CMP R2,R0 5.IN1 R3(F4存到R3) 6．MOV1 R3,R1(F4存入R1) 7.IN1 R3(02存到R3) 8．02是大于F4的正數(shù)，不跳到L1存R1，直接跳回L0。 9.IN1 R3（F1存到R3)。10．F1是小于于F4的負(fù)數(shù)，跳到L1，MOV1 R3,R1(F1存入R1) 11．FNOT R1， INC R1（F1取反加1存入R1）。 12。OUT1 R1（輸出R1，最終結(jié)果是0F） 十．故障現(xiàn)象和故障分析 故障一： 在進(jìn)行仿真的時(shí)候，當(dāng)輸入一個(gè)正數(shù)存進(jìn)R3之后，執(zhí)行CMP R3,R1之后，沒有執(zhí)行JNS L0，而是錯(cuò)將正數(shù)也存入R1。查看之后發(fā)現(xiàn)是ALU里“CMP”運(yùn)算代碼有問題。 故障二： 計(jì)數(shù)（R0）一直加，到5時(shí)不會(huì)跳轉(zhuǎn)輸出，檢查機(jī)器指令發(fā)現(xiàn)JNS L2的地址寫成了06 故障三： ，輸出結(jié)果時(shí)，取反都變成FB，檢查很久之后發(fā)現(xiàn)原本應(yīng)該對(duì)AC里的數(shù)取反的，結(jié)果弄成了DR的. 故障N: 匯編程序出錯(cuò)、連線錯(cuò)誤、微指令錯(cuò)誤、修改器件沒有重新編譯等。 十一.心得體會(huì) 剛開始去上老師的課時(shí)，聽得一頭霧水，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)好多地方自己同不懂。然后我就去看課本，同時(shí)問老師一些問題，當(dāng)看到其他同學(xué)也問老師問題時(shí)，自己也跑過去湊熱鬧，因?yàn)檫@樣可以了解更多的知識(shí)。直到后來才發(fā)現(xiàn)，原來除了設(shè)計(jì)自己的指令外，我們需要寫MCOMMAND，寫CONTROM來解析我們寫的指令，這或許可以算得上一個(gè)極簡單的CPU模型了吧。就是有了微程序控制器，計(jì)算機(jī)才認(rèn)識(shí)我們自己設(shè)計(jì)的指令，才知道當(dāng)讀取到什么指令時(shí)該執(zhí)行什么操作。聽得多了，看得多了，就漸漸的明白了一些課設(shè)的相關(guān)知識(shí)，然后畫指令流程圖，設(shè)計(jì)指令，寫程序完成任務(wù)，這些幾乎都是水到渠成的工作了，很多都可以依葫蘆畫瓢來完成。 本次課設(shè)，由于匯編學(xué)的很差，期匯編代碼是和班級(jí)同學(xué)的相同，但是自己重新設(shè)計(jì)了指令周期流程圖，經(jīng)過調(diào)試得出的結(jié)果 其實(shí)只要把最基本的原理搞明白了，后續(xù)工作開展是非?？斓摹５跊]明白原理前，千萬不要畏懼困難，慢慢的一點(diǎn)一點(diǎn)學(xué)習(xí)，特別是仿真軟件的學(xué)習(xí)和使用，需要花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間。只要認(rèn)真了，就有可能實(shí)現(xiàn)。 十二.軟件清單 AA里的MMM: LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY MMM IS PORT( SE:IN STD_LOGIC; CLK:IN STD_LOGIC; D:IN STD_LOGIC; CLR:IN STD_LOGIC; UA:OUT STD_LOGIC ); END MMM; ARCHITECTURE A OF MMM IS BEGIN PROCESS(CLR,SE,CLK) BEGIN IF(CLR=0) THEN UA<=0; ELSIF(SE=0)THEN UA<=1; ELSIF(CLKEVENT AND CLK=1) THEN UA<=D; END IF; END PROCESS; END A; CROM的： ADDR LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY ADDR IS PORT( I15,I14,I13,I12:IN STD_LOGIC; ZF,CF,T4,P1,P2:IN STD_LOGIC; SE5,SE4,SE3,SE2,SE1,SE0:OUT STD_LOGIC ); END ADDR; ARCHITECTURE A OF ADDR IS BEGIN SE5<=1; --預(yù)留給JB或JAE指令使用 SE4<=NOT((NOT ZF AND CF)AND P2 AND T4); SE3<=NOT(I15 AND P1 AND T4); SE2<=NOT(I14 AND P1 AND T4); SE1<=NOT(I13 AND P1 AND T4); SE0<=NOT(I12 AND P1 AND T4); END A; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY F1 IS PORT( UA5,UA4,UA3,UA2,UA1,UA0: IN STD_LOGIC; D:OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0) ); END F1; ARCHITECTURE A OF F1 IS BEGIN D(5)<=UA5; D(4)<=UA4; D(3)<=UA3; D(2)<=UA2; D(1)<=UA1; D(0)<=UA0; END A; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY F2 IS PORT( D:IN STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); UA5,UA4,UA3,UA2,UA1,UA0: OUT STD_LOGIC ); END F2; ARCHITECTURE A OF F2 IS BEGIN UA5<=D(5); UA4<=D(4); UA3<=D(3); UA2<=D(2); UA1<=D(1); UA0<=D(0); END A; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CONTROM IS PORT(ADDR: IN STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); UA:OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); O:OUT STD_LOGIC_VECTOR(19 DOWNTO 0) ); END CONTROM; ARCHITECTURE A OF CONTROM IS SIGNAL DATAOUT: STD_LOGIC_VECTOR(25 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS BEGIN CASE ADDR IS WHEN "000000" => DATAOUT<="11010010001111110110000000"; WHEN "000001" => DATAOUT<="10001010001111111000000000"; WHEN "000010" => DATAOUT<="10001110100111111100000000"; WHEN "000011" => DATAOUT<="10000110011111111100000000"; WHEN "000100" => DATAOUT<="10000010001111111001000000"; WHEN "000101" => DATAOUT<="10001010001011111100000000"; WHEN "000110" => DATAOUT<="01000010001111111000000000"; WHEN "000111" => DATAOUT<="10001111000111111100000000"; WHEN "001000" => DATAOUT<="10001011010111111100000000"; WHEN "001001" => DATAOUT<="10000000001101111100000000"; WHEN "010000" => DATAOUT<="01000010001111111000000000"; WHEN OTHERS => DATAOUT<="10000010001111111100000000"; END CASE; UA(5 DOWNTO 0)<=DATAOUT(5 DOWNTO 0); O(19 DOWNTO 0)<=DATAOUT(25 DOWNTO 6); END PROCESS; END A; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY F3 IS PORT( D:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); UA3,UA2,UA1,UA0: OUT STD_LOGIC ); END F3; ARCHITECTURE A OF F3 IS BEGIN UA3<=D(3); UA2<=D(2); UA1<=D(1); UA0<=D(0); END A; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY MCOMMAND IS PORT( T2,T3,T4:IN STD_LOGIC; D:IN STD_LOGIC_VECTOR(19 DOWNTO 0); LOAD,LDPC,LDAR,LDIR,LDRI,LDPSW,RS_B,S2,S1,S0:OUT STD_LOGIC; ALU_B,SW_B,LED_B,RD_D,CS_D,RAM_B,CS_I,ADDR_B,P1,P2:OUT STD_LOGIC ); END MCOMMAND; ARCHITECTURE A OF MCOMMAND IS SIGNAL DATAOUT:STD_LOGIC_VECTOR(19 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(T2) BEGIN IF(T2EVENT AND T2=1) THEN DATAOUT(19 DOWNTO 0)<=D(19 DOWNTO 0); END IF; LOAD<=DATAOUT(19); LDPC<=DATAOUT(18) AND T4; LDAR<=DATAOUT(17) AND T3; LDIR<=DATAOUT(16) AND T3; LDRI<=DATAOUT(15) AND T4; LDPSW<=DATAOUT(14) AND T4; RS_B<=DATAOUT(13); S2<=DATAOUT(12); S1<=DATAOUT(11); S0<=DATAOUT(10); ALU_B<=DATAOUT(9); SW_B<=DATAOUT(8); LED_B<=DATAOUT(7); RD_D<=NOT(NOT DATAOUT(6) AND (T2 OR T3)); CS_D<=NOT(NOT DATAOUT(5) AND T3); RAM_B<=DATAOUT(4); CS_I<=DATAOUT(3); ADDR_B<=DATAOUT(2); P1<=DATAOUT(1); P2<=DATAOUT(0); END PROCESS; END A; Top頂層圖的： MUX3功能表 輸入 輸出 SW-B CS ID[7..0] N1[7..0] N2[7..0] EW[7..0] 0 X X X X IN[7..0] 1 0 X X X N2[7..0] 1 1 X X X N1[7..0] LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY MUX3 IS PORT( ID:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SW_B,CS:IN STD_LOGIC; N1,N2:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); EW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ); END MUX3; ARCHITECTURE A OF MUX3 IS BEGIN PROCESS(SW_B,CS) BEGIN IF(SW_B=0) THEN EW<=ID; ELSIF(CS=0)THEN EW<=N2; ELSE EW<=N1; END IF; END PROCESS; END A; ROM功能 CS=1,不選擇 CS=0，讀 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY ROM IS PORT( DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); ADDR:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); CS_I:IN STD_LOGIC ); END ROM; ARCHITECTURE A OF ROM IS BEGIN DOUT<="0001000000000000" WHEN ADDR="00000000" AND CS_I=0 ELSE "0001000111111111" WHEN ADDR="00000001" AND CS_I=0 ELSE "0001001000000101" WHEN ADDR="00000010" AND CS_I=0 ELSE "0010000000000000" WHEN ADDR="00000011" AND CS_I=0 ELSE "0011100000000000" WHEN ADDR="00000100" AND CS_I=0 ELSE "0100000000001100" WHEN ADDR="00000101" AND CS_I=0 ELSE "0101001100000000" WHEN ADDR="00000110" AND CS_I=0 ELSE "0011110100000000" WHEN ADDR="00000111" AND CS_I=0 ELSE "0100000000001010" WHEN ADDR="00001000" AND CS_I=0 ELSE "0110000000000011" WHEN ADDR="00001001" AND CS_I=0 ELSE "1000110100000000" WHEN ADDR="00001010" AND CS_I=0 ELSE "0110000000000011" WHEN ADDR="00001011" AND CS_I=0 ELSE "0111000100000000" WHEN ADDR="00001100" AND CS_I=0 ELSE "0010000100000000" WHEN ADDR="00001101" AND CS_I=0 ELSE "1001010000000000" WHEN ADDR="00001110" AND CS_I=0 ELSE "0000000000000000"; END A; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY COUNTER IS PORT( CLK,CLR: IN STD_LOGIC; T2,T3,T4: OUT STD_LOGIC ); END COUNTER; ARCHITECTURE A OF COUNTER IS SIGNAL X:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0):="00"; BEGIN PROCESS(CLK,CLR) BEGIN IF(CLR=0) THEN T2<=0; T3<=0; T4<=0; X<="00"; ELSIF(CLKEVENT AND CLK=1) THEN X<=X+1; T2<=(NOT X(1))AND X(0); T3<=X(1) AND(NOT X(0)); T4<=X(1) AND X(0); END IF; END PROCESS; END A; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY LS273 IS PORT( D: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); CLK: IN STD_LOGIC; Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ); END LS273; ARCHITECTURE A OF LS273 IS BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF(CLKEVENT AND CLK=1) THEN Q<=D; END IF; END PROCESS; END A; ALU功能表 S2 S1 S0 功能 0 0 0 ADD,鎖存CF，ZF 0 1 1 CMP(比較指令) 0 1 0 INC（加1指令） 1 1 0 NOT(取反指令) 1 0 1 MOV1 ((Rs) →(Rd)) LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.all; ENTITY ALU IS PORT( X: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); Y: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); S2,S1,S0: IN STD_LOGIC; ALUOUT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ; CF,ZF: OUT STD_LOGIC ); END ALU; ARCHITECTURE A OF ALU IS SIGNAL AA,BB,TEMP:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP1:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS BEGIN IF(S2=0 AND S1=0 AND S0=0) THEN --ADD AA<=0&X; BB<=0&Y; TEMP<=AA+BB; ALUOUT<=TEMP(7 DOWNTO 0); CF<=TEMP(8); IF (TEMP="100000000" OR TEMP="000000000") THEN ZF<=1; ELSE ZF<=0; END IF; ELSIF(S2=0 AND S1=0 AND S0=1) THEN --CMP(SUB) AA<=0&X; BB<=0&Y; TEMP<=AA-BB; ALUOUT<=TEMP(7 DOWNTO 0); TEMP1<=TEMP(7 DOWNTO 0); CF<=TEMP1(7); IF (TEMP1="00000000") THEN ZF<=1; ELSE ZF<=0; END IF; ELSIF(S2=0 AND S1=1 AND S0=0) THEN --INC AA<=0&Y; TEMP<=AA+1; ALUOUT<=TEMP(7 DOWNTO 0); CF<=TEMP(8); IF (TEMP="100000000") THEN ZF<=1; ELSE ZF<=0; END IF; ELSIF(S2=0 AND S1=1 AND S0=1) THEN --DEC AA<=0&Y; TEMP<=AA-1; ALUOUT<=TEMP(7 DOWNTO 0); CF<=TEMP(8); IF (TEMP="000000000") THEN ZF<=1; ELSE ZF<=0; END IF; ELSIF(S2=1 AND S1=0 AND S0=0) THEN --NOT TEMP1<=NOT Y; ALUOUT<=TEMP1; ELSIF(S2=1 AND S1=0 AND S0=1) THEN --MOV1 ALUOUT<=X; ELSIF(S2=1 AND S1=1 AND S0=0) THEN --Rd->BUS ALUOUT<=Y; ELSE ALUOUT<="00000000" ; CF<=0; ZF<=0; END IF; END PROCESS; END A; PC功能 CLR LOAD LDPC 功能 0 X X 將PC清0 1 0 BUS→PC 1 1 0 不裝入，也不計(jì)數(shù) 1 1 PC+1 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY PC IS PORT( LOAD,LDPC,CLR: IN STD_LOGIC; D: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ); END PC; ARCHITECTURE A OF PC IS SIGNAL QOUT: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(LDPC,CLR,LOAD) BEGIN IF(CLR=0) THEN QOUT<="00000000"; ELSIF(LDPCEVENT AND LDPC=1) THEN IF(LOAD=0) THEN QOUT<=D; --BUS->PC ELSE QOUT<=QOUT+1; --PC+1 END IF; END IF; END PROCESS; Q<=QOUT; END A; FEN2功能表 輸入 輸出 WR LED-B X[7..0] W1[7..0] W2[7..0] 0 0 X X[7..0] 其他取值 X X[7..0] LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY FEN2 IS PORT( LED_B:IN STD_LOGIC; DBUS:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); FENOUT,OUTBUS:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ); END FEN2; ARCHITECTURE A OF FEN2 IS BEGIN PROCESS BEGIN IF(LED_B=0) THEN OUTBUS<=DBUS; ELSE FENOUT<=DBUS; END IF; END PROCESS; END A; 第24頁