一种快速的浮点乘法指令设计方法

为解决TEC-XP16教学机缺少浮点乘法指令的问题,基于TEC-XP16教学机,提出微程序控制器中32位浮点乘法指令的一种快速的设计方法.为解决人工方式将每条汇编指令转换成一条或多条微指令速度慢且容易出错等问题,提出一种能够根据汇编程序自动生成微程序的方法.为解决手工修改控制器ABEL语言源程序速度慢及容易出错等问题,提出一种能够自动修改控制器的ABEL语言源程序的方法.实验结果表明,所设计的32位浮点乘法指令的功能是正确的,平均只需要1.9 s就能根据汇编程序表自动生成微程序表,平均只需0.7 s就能根据微程序表等自动修改并生成控制器ABEL语言源程序,极大提高了浮点乘法指令的设计速度.该方法也可推广到其他复杂指令的设计上.     

TEC-XP16教学机浮点运算指令快速设计方法

为解决TEC-XP16教学机缺少浮点运算指令的问题,设计32 bit浮点加法、32 bit浮点减法、32 bit浮点乘法、32 bit浮点除法指令以及实现浮点运算的算法。为解决人工方式设计微程序和修改微程序控制器源程序效率低且容易出错等问题,提出一种能够由汇编语言程序自动生成微程序以及能够由微程序自动修改控制器ABEL语言源程序的方法。实验结果表明,所设计的32 bit浮点运算指令的功能是正确的,平均5 s之内就能根据汇编语言源程序自动生成微程序,平均2 s之内就能根据微程序等自动修改并生成控制器ABEL语言源程序。该方法也可推广到其他复杂指令的设计。     

TEC-XP16教学机上C语言运行环境的实现

在TEC-XP16教学机中,已经利用教学机的汇编指令实现了BASIC语言解释执行程序,能够运行BASIC语言程序。为了支持使用更广泛的C语言程序的运行,在BASIC语言解释程序基础上,利用教学机的汇编指令设计C语言解释程序,能够在TEC-XP16教学机上执行C语言程序,能够支持while循环语句、if语句、函数调用,支持按值传递和按地址传递2种函数参数传递方式。在TEC-XP16教学机模拟软件上对C语言程序进行仿真运行,仿真结果表明所设计的C语言解释程序能够支持C语言程序在TEC-XP16教学机上的正确运行。     

可逆乘除法指令的设计与仿真

为解决可逆指令集PISA缺少乘法指令和除法指令的问题,提出一种通过可逆子过程实现乘除法指令的方法。研究PISA指令集中的现有指令,总结并概括使用可逆指令进行编程的方法和原则,分析设计可逆乘除法指令须遵守的约束,给出可逆乘除法指令的格式,分别使用可逆的原码一位乘和恢复余数法实现乘法指令和除法指令。在可逆指令集仿真平台上对实现的乘除法指令进行测试,测试结果表明,乘法指令和除法指令均逻辑可逆,在满足特定约束条件时互为逆指令。     

一个微程序控制的模型机

本文着重介绍一台大型计算机的模型机中采用的微程序控制器。由于大型计算机的速度高、指令繁多、设备复杂,因此所采用的微程序控制器应能适应这些特点。本文所介绍的内容,就是提出一个解决大型机中所用微程序控制器的方案,以及一些具体的实现方法。这台模型机曾于1971年装銲出来,经过调试和稳定性考验,证明所用方案是稳定可靠的。     

CPU与简单模型机设计实验中的关键问题分析

模型机设计实验是计算机组成原理实验中的一个综合性较强的实验,要求学生在掌握各部件单元电路的基础上,构建一台模型计算机。文章选用TD-CMA实验教学系统,针对采用微程序控制器设计的CPU与简单模型机设计实验,从连线排查、指令设计、微程序设计、指令控制、程序运行等方面分析该实验中的关键问题,并给出每个问题的解决方法。     

MIPS指令集的流水线CPU模型机设计

对MIPS指令集的流水线CPU进行了研究，提出了一种基于MIPS的流水线处理器模型机设计方案。方案设计的数据通路可以逐条添加指令，更贴近于教学实践，采用五级流水线架构，共实现52条指令，包含乘法及除法指令，对于每个流水段中的教学应用方法进行了分析。针对流水线数据与指令的相关问题，设计了专用的异常处理模块。模型机在EDA平台上进行了测试，测试结果表明，该方案符合设计要求。     

基于VC++的微程序控制器虚拟实验设计

基于面向对象的程序设计思想,对计算机中的微程序控制器进行了分析和设计。利用VC++语言模拟实现了计算机组成原理实验箱(Tec-xp)中的微程序控制器实验,验证了实验箱(Tec-xp)各种指令的功能,给学生提供一个具有自主性的实验环境。     

用8位乘法指令实现更多位数的快速乘法运算

HD64180是一种高性能高集成度的8位微处理器,芯片内具有存贮器管理、DMA控制器、串行口、定时器等资源,是Z80系列微机的加强型芯片,采用它设计的加强型STD总线系列CPU板在国内8位机用户中广泛采用。HD64180与Z80CPU指令兼容并增加了12条指令,其中包括一条8位乘法指令,但8位×8位乘法在很多情况下仍难于满足用户需求,本文以16位×16位乘法运算为例讨论利用8位乘法指令实现更多位乘法运算的方法,它比起移位相加等其它方法都快得多。     

《计算机组成原理》综合性、设计性实验的开发与实现

本文介绍了笔者设计的“实现原码乘法功能的指令系统设计”实验的原理和实现方法,给出了一个《计算机组成原理》综合性、设计性实验教学的新课题和解决方案。