day05 设计计算机硬件

2024-03-26 23:54:01
开发
38

嵌入式学习-04_嵌入式技术之从零搭建计算机

1 添加立即数

现有系统的数据RAM存储方式（操作码+操作数）。

地址	指令	opcode（操作码）	addr（操作数）	新代码 /数据
000	ld_a	0b00001	0b100	0b0000100000000100
001	add	0b00010	0b101	0b0001000000000101
010	sub	0b00011	0b110	0b0001100000000110
011	str	0b00110	0b111	0b0011000000000111
100				0b0000000000010011
101				0b0000000001000101
110				0b0000000000011011
111

现有我们的RAM中，操作数指的是数据RAM的地址。也就是在执行指令的过程中，需要操作数指定的地址到RAM中读取数据运算所需要的数据。这个数据获取的过程是间接的。

我们希望增加一个直接获取运算的数据的方式，也就是说操作数不是数据ROM的地址，而是表示具体的要参与运算的数据。这样的操作数称为立即数。我们举例说明：比如我们要计算19+69-27。

地址	指令	opcode（操作码）	addr（操作数）	新代码 /数据
000	ld_a	0b00001	0b00000010011（19）	0b0000100000010011
001	add	0b00010	0b00001000101（69）	0b0001000001000101
010	sub	0b00011	0b00000011011（27）	0b0001100000011011
011	str	0b00110	0b00000000011（3）	0b0011000000000011

以上就是操作码+立即数的方式。

1.1 增加立即数后的指令

opname	opcode	操作
halt	00000	停止时钟
ld_a	00001	将数据RAM的数据载入寄存器A
add	00010	数据RAM的数据+寄存器A再存入寄存器A
sub	00011	寄存器A-数据RAM再存入寄存器A
or	00100	寄存器A\|\|数据RAM再存入寄存器A
and	00101	寄存器A&&数据RAM再存入寄存器A
str	00110	将寄存器A中数据存入数据RAM
jmp	00111	无条件跳转到指定地址
je	01000	比较相等时跳转到指定地址
ld_ia	01001	将立即数存入寄存器A
add_ia	01010	将立即数+寄存器A中的数再存到寄存器A
sub_ia	01011	寄存器A-立即数再存到寄存器A
or_ia	01100	寄存器A\|\|立即数再存到寄存器A
and_ia	01101	寄存器A&&立即数再存到寄存器A

1.2 电路改造

立即数就是将操作码当做数直接进入ALU计算，我们的操作码addr原来表示的是RAM的地址，位数是11。因此，头部补5位的0，就凑成了11位的Din，作为ALU的B信号的输入了。

在这里插入图片描述

将指令寄存器输出的11bit地址补全到16位接入地址总线。通过en_i信号控制。

整体电路如下图：

在这里插入图片描述

1.3 控制器改造

1）增加en_i控制信号

在这里插入图片描述

2）修改控制器查找表

在这里插入图片描述

1.4 测试立即数功能

我们要

原文地址:https://blog.csdn.net/gxs508843279/article/details/137053537 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1772653238433222656.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

阅读全部