计算机组成原理实验报
告
TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
上海大学 计算机学院 《计算机组成原理实验》报告十三 实验名称：建立指令流水系统 一、 实验目的 1.了解指令流水系统的设计方式。 2.编制一条可以流水方式运行的指令。 二、 实验原理 1. 硬部件的并行工作。 A＋W、把“和”右移一位、把值送OUT。这三个子操作为什么可以同时进行呢？因为这三个子操作使用的硬件（包括总线)互不相同，于是可以同时工作。这一特点表现在微指令编码上，就是这三个子操作的微指令码中为低电平（有效）的都不相同，于是可以将这三个子操作的微指令码合并成一个微指令 2. 指令流水执行 指令流水模式，每条指令都应该分成几个独立的子操作，当前趋指令的后几个子操作与后继指令的前几个子操作不使用同样的硬件时，系统就可设计成流水线方式。同一时间有多条指令各自在不同的硬件中执行，而对同一条指令而言，不同时间顺序在不同的硬件中执行 3. 实验箱系统的指令流水硬件基础 “取指令”的微操作，其微指令码微CBFFFF，与大多数的微操作无关。在厂家给的默认指令系统中这个操作编在了每条指令的最后一个状态，即每条指令的操作完成后就取进下一条指令。这是典型的“取指、执行、取指……”模式。即一条指令先被“取指”，再执行其他微操作，完成后再取下一条指令。如果一条指令的最后一个微操作与取指无关，就可以把二者合并成一个微指令，于是这个指令的最后一个微操作与取下一条指令并行进行。对下一条指令而言，其“取指”与“其他操作”在不同硬件中顺序执行——指令二级流水。 4. 实验箱系统实现指令流水的技巧 一条指令的最后一个微操作与取指无关，就可以把二者合并成一个微指令。 若取指令操作（CBFFFF）与它前面的微操作码没有相同的位为0，则这两个微操作码的“与”就是二者合并后的微指令。在程序中这条指令就会和它的后继指令形成二级流水模式。 三、 实验内容 1. 分析流水指令集 insfile2.MIC。 2. 改造实验十二中自己编制的指令集，使其中至少一条指令成流水方式。 3. 在自己编制的两个指令集中运行同一个程序，观测运行情况和效率。程序来源自定。 四、 实验步骤 1. 在CP226环境中，通过“文件”下拉菜单的“调入指令系统/微程序”操作，把“c:\\ program files\\CP226计算机组成原理\\data\\”目录下的insfile2.MIC调入系统，在指
计算机组成原理实验报告
