计算机组成原理课设——我自己亲手写了机器指令和微指令

前言：2014年12月，大二上学期，计算机组成原理课程设计，我当年亲手写了一些机器指令，甚至设计出了一些微指令（扩充指令集，写到控制存储器里面），想想都觉得我当年好厉害。。。

PS. 刚刚写完微机接口课程设计报告，微机接口让我回想起了一年多前的计算机组成原理。我把当时的照片和报告都找了出来，温习了一下~

设计微指令

x86有一套指令集，arm也自有一套指令集。这里的指令就是指的微指令。

在本次课程设计中，我在试验箱已有的8086指令集的基础上，扩充了自己写的7条微指令。




图：我扩充的微指令，需要写到控制存储器中

编写的机器指令

这不是写C，不是C++，更不是Java，我是在写机器语言！没错，就是0、1序列！




图：最上面3条机器指令是依据我扩充的7条微指令设计出来的“新的机器指令”。下面一排机器指令，是一段完整的程序。这个程序最终应该输出”9119”、”9108”、”9107”、”0011”

运行结果

运行结果完美符合预期

总结

通过本次实验，我深入了解了微指令的“奥妙”。

从微指令的设计到实现，我已经基本上完全弄明白了。本次试验中，微指令有 24 位。I0~I5 是下地址，指向下一条微指令的地址；I6~I8 是 F3 表示测试；I9~I11 表示 F2， I12~I14 表示F1，用来控制寄存器；I15~I23 用来表示微指令的功能（比如：加减法，相与或者相或）。

微指令与机器指令的关系，我现在更是理解透彻了。在实验中，我们组员单步调试（也就是按下脉冲信号），一步一步跟踪微地址灯的变化，从而一步一步观察什么时候执行哪一条微指令。课本上面说得很轻松：一条机器指令对应一段微程序，一段为微程序就是一系列微指令。但是，只有做实验：亲手设计微程序代码；亲手连接线路；遇到问题时亲手解决难题才能够真正理解计算机组成原理的精髓。

完整的课程设计报告

本博客节选自课程设计中的一个实验。课程设计总共有4个实验完整的报告在这里！下载链接，猛戳这里，不要积分