Домашнее задание №4. Расширение системы команд ЭВМ.

Цель задания

Изучение микрокоманд базовой ЭВМ, микропрограмм выполнения отдельных команд, а так же овладение навыками составления микропрограмм для новых команд.

Часть I

Напишите последовательность адресов микрокоманд, которые должны быть выполнены при реализации заданного фрагмента программы, начинающегося с команды, расположенной по адресу 002 (перед выполнением программы исполняется команда “Пуск”, очищающая аккумулятор и регистр переноса).

Результаты сводятся в таблицу вида:

В этой таблице символом ”-” отмечены микрокоманды остановки и перехода к циклу “ВЫБОРКА КОМАНДЫ”, используемые при пошаговом выполнении программы.

Кроме того необходимо описать поля шести последних микрокоманд цикла “ИСПОЛНЕНИЕ” команды, отмеченной знаком +. Описания каждой микрокоманды выполнить в виде рисунков:

Часть II

А. Написать вертикальные микрокоманды

Написать завершающие вертикальные микрокоманды цикла “ИСПОЛНЕНИЕ” следующих команд:

Команда 7XXX

• 1 вариант - ЗАГРУЗКА
  (записать в аккумулятор содержимое ячейки памяти, на которую указывает адресная часть команды);
• 2 вариант - ПЕРЕСЫЛКА СО СБРОСОМ
  (записать содержимое аккумулятора в ячейку памяти, на которую указывает адресная часть команды, а затем очистить аккумулятор);
• 3 вариант - СРАВНЕНИЕ
  (вычесть содержимое аккумулятора из содержимого ячейки памяти, на которую указывает адресная часть команды, и, не изменяя содержимое аккумулятора, установить признаки результата вычитания: C, N, Z);
• 4 вариант - ЗАГРУЗКА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
  (записать в аккумулятор дополнительный код содержимого ячейки, на которую указывает адресная часть команды);
• 5 вариант - ПЕРЕСЫЛКА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
  (записать дополнительный код содержимого аккумулятора в ячейку памяти, на которую указывает адресная часть команды);
• 6 вариант - ПЕРЕСЫЛКА УДВОЕННАЯ
  (записать в ячейку памяти, на которую указывает адресная часть команды, удвоенное содержимое аккумулятора).

Команда DXXX

Организовать переход к команде, расположенной по адресу, на которую указывает адресная часть команды, если:

• 1 вариант - аккумулятор содержит четное число;
• 2 вариант - аккумулятор содержит нечетное число;
• 3 вариант - аккумулятор содержит число, большее чем 16383;
• 4 вариант - аккумулятор содержит число, меньшее чем -16384;
• 5 вариант - 7-й бит аккумулятора(старший бит младшего байта) равен нулю;
• 6 вариант - 7-й бит аккумулятора равен единице;

Безадресные команды

• 1 вариант - циклический сдвиг влево на 2 разряда (FC00);
• 2 вариант - циклический сдвиг вправо на 2 разряда (FD00);
• 3 вариант - получение дополнительного кода аккумулятора(FE00);
• 4 вариант - запись единицы в аккумулятор(FC00);
• 5 вариант - циклический сдвиг влево с очисткой регистра С (FD00);
• 6 вариант - циклический сдвиг вправо с очисткой регистра С (FЕ00);

Б. Написать тестовые программы

Написать тестовые программы для проверки правильности исполнения всех трех синтезированных команд базовой ЭВМ и подготовиться к выполнению лабораторной работы №8. Тестовые программы должны отвечать следующим требованиям:

1. Для синтезированных арифметических и без адресных команд результат их выполнения должен быть зафиксирован в памяти базовой ЭВМ, а не только в регистрах,
2. Если проверяемая арифметическая или безадресная команда устанавливает признаки результата (C,Z,N), необходимо проверить правильную установку одного из них, используя соответствующую команду перехода. Результат проверки признака зафиксировать в памяти базовой ЭВМ,
3. Для синтезированных команд переходов необходимо проверить команду как при выполнении условия перехода, так и при его невыполнении. Результат проверки в обоих случаях зафиксировать в памяти базовой ЭВМ.

Таким образом, после выполнения правильно разработанной тестовой программы в автоматическом режиме в памяти базовой ЭВМ будет размещена информация, позволяющая однозначно подтвердить правильность выполнения синтезированной команды.

В. При разработке микропрограмм заданных команд следует иметь в виду:

1. В процессе дешифрации команды 7ххх в РА записывается адрес операнда (может использоваться для команд пересылки), а в РД - сам операнд ( может использоваться для команд загрузки и сравнения). Затем осуществляется переход к ячейке памяти микрокоманд ВО, где надо разместить первую синтезируемую микрокоманду команды 7ххх.

2. После выборки команды перехода ххх в РД сохраняется адрес перехода (адресная часть команды), который может быть переписан в СК при выполнении условия перехода. Последняя микрокоманда дешифрации команды Dххх передает управление в ячейку с адресом D0, где надо разместить первую синтезируемую микрокоманду команды Dххх.

3. Когда в процессе дешифрации безадресных команд выясняется, что в 10-м и 11-м разрядах РК содержатся единицы(т.е. выбрана одна из команд:FC00, FD00, FE00 или FF00), управление передается в ячейку с адресом Е0. Здесь должны начинаться микрокоманды дополнительной дешифрации, выделяющие заданную команду путем анализа 9-го и 8-го разрядов РК и передающие управление в свободную область памяти микрокоманд(от Ех до FF), где следует разместить микрокоманды реализации безадресной команды.

4. Все микропрограммы реализуемых команд должны заканчиваться микрокомандой 838F (GOTO ПРЕ(8F)), осуществляющей переход к микрокомандам, завершающим исполнение любой команды базовой микро ЭВМ.

Пример

Для создания команды FF00, которая осуществляет инвертирование содержимого аккумулятора и очистку регистра переноса, можно написать следующую последовательность микрокоманд:

Содержание отчета по работе

• Часть I
• Таблицы микрокоманд для каждой команды из части II.A
• Тестовые программы к каждой команде из части II.Б