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简单适用的计算机系统结构课程专用实验开发板
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中国的计算机要腾飞需要深入搞好计算机系统结构教学，PMC计算机系统结构课程实验开发板能够以现代电子设计技术帮助教师更好完成任务，培养学生的计算机创新设计能力。
北京明泽科技发展有限公司生产的PMC计算机系统结构课程实验开发板，采用现代超大规模集成电路可编程芯片为核心制作（图1、图2），外形尺寸合适，结构明确直观，内容丰富多变，能够充分满足计算机系统结构课程和计算机组成原理课程的教学实验及设计开发需求，其特点是能变验证型实验为设计型实验，适合计算机软、硬件各专业使用，有利于学生对计算机原理和系统结构知识的理解掌握。
图1 PMC计算机系统结构实验开发板（基本型）
PMC计算机系统结构课程实验开发板随机携带设计开发必须的软件资料，既适合初学者使用，也为有经验的教师提供了深入研发的条件。特别是已经下载到板上的教学计算机系统，不仅是一个包括微体系结构、简单操作系统设计在内的通用计算机系统，而且是学习汇编语言程序设计、编译原理、操作系统核心设计、人机交互基本方法等课程的简单实用教具。该教学计算机提供完整汇编语言程序设计资料，汇编语言编辑、编译程序，通过它们得到的二进制程序可直接在此教学计算机上运行。
图2 带液晶屏PMC实验开发板
与该实验开发板相配合的实验资料包括：数制转换设计演示实验、寄存器设计演示实验、存储器设计演示实验、队列设计演示实验、加减法运算器设计演示实验、乘除法运算器设计演示实验、浮点加减法运算器设计实验、译码器设计演示实验、总线结构实验、多路控制原理设计实验、输入输出设计实验、队列缓冲区设计实验、缓冲区数据编辑设计实验、汇编程序设计实验、设备驱动程序设计实验、操作系统核心程序设计实验、整机工作过程设计演示实验、指令系统设计技巧实验、控制器设计实验、复杂指令系统设计实验、精简指令RISC及指令流水线设计实验、按键编码设计实验、液晶显示屏设计实验、X86体系结构整机实验、流水线体系结构整机设计实验、多核结构设计实验和动态计算机结构设计实验等。这些实验简单精炼，适合教学课时要求。为方便初学者，其中许多实验都用原理图设计。
图3 系统结构课程实验开发板配件
随机配件
PMC系统结构课程实验开发板的配件如图3所示，其中包括一个9伏插头内负外正的直流电源、一条Altera USB Blaster下载线，一个资料U盘，内含用户手册、板上器件驱动与设计接口程序、必备软件和设计实例等。
参考教材
《PMC计算机设计与应用》《计算机原理教程》《基于QuatusII的计算机核心设计》《计算机原理综合课程设计》等。
教学计算机内置程序实例
PMC计算机系统结构课程实验开发板已经下载了PMC教学计算机，其机器指令集如表1所示。这是一个通用x86体系的简单计算机，可以运行用户用该指令集编写的程序。
为了能够让使用者能够深刻理解该PMC教学计算机的功能，作者在设计的计算机内存中固化了一些程序实例，有求任意两数乘积、求前n个自然数和、将二进制数或十六进制数转化成十进制数、求小于256的整数N的阶乘等，这些程序都可以用子程序调用命令Call来调用.用开关组输入Call 指令，程序运行结果会在发光二极管、数码管或液晶屏上显示输出。
表1 PMC教学计算机指令集
|
序号 |
功能设想 |
英文助记符 |
操作码 |
次数 |
操作码 (2进制) |
|
1 |
把R数据存储单元内容送到累加器da |
LDA R |
81 |
3 |
10000001 |
|
2 |
数据存储单元R的内容与累加器da的内容相加结果送da |
ADD R |
82 |
3 |
10000010 |
|
3 |
用累加器da的内容减去数据存储单元R的内容结果送da |
SUB R |
83 |
3 |
10000011 |
|
4 |
将R存储单元内容输出 |
OUT R |
84 |
3 |
10000100 |
|
5 |
跳到程序存储器的R单元取指令执行 |
JMP R |
85 |
3 |
10000101 |
|
6 |
如果累加器da的值是0则跳到程序存储器的R单元取指令 |
JZ R |
86 |
3 |
10000110 |
|
7 |
如果累加器da的值为负则跳到程序存储器的R单元取指令 |
JN R |
87 |
3 |
10000111 |
|
8 |
调子程序 |
CALL R |
88 |
3 |
10001000 |
|
9 |
输入数据到数据存储器的R存储单元 |
IN R |
89 |
3 |
10001001 |
|
10 |
将累加器da的内容送到数据存储器存储单元R |
STR R |
8A |
3 |
10001010 |
|
11 |
将数N送到累加器da |
SDA N |
8B |
2 |
10001011 |
|
12 |
将累加器da的内容入栈 |
PUSH |
4C |
1 |
01001100 |
|
13 |
将堆栈的内容送到累加器da |
POP |
4D |
1 |
01001101 |
|
14 |
从子程序返回指令 |
RET |
4E |
1 |
01001110 |
|
15 |
将PTR的内容加1 |
INC |
4F |
1 |
01001111 |
|
16 |
将PTR的内容减1 |
DEC |
50 |
1 |
01010000 |
|
17 |
将累加器da的内容送x寄存器 |
DATX |
51 |
1 |
01010001 |
|
18 |
将累加器da的内容送y寄存器 |
DATY |
52 |
1 |
01010010 |
|
19 |
将寄存器x、y的内容互换 |
XCHY |
53 |
1 |
01010011 |
|
20 |
x的内容送da |
XTDA |
54 |
1 |
01010100 |
|
21 |
y的内容送da |
YTDA |
55 |
1 |
01010101 |
|
22 |
将累加器da的内容送到ptr低8位 |
DALP |
56 |
1 |
01010110 |
|
23 |
将ptr的低8位内容送到累加器da |
PLDA |
57 |
1 |
01010111 |
|
24 |
将累加器da复位为0 |
ZERO |
58 |
1 |
01011000 |
|
25 |
将数据输入到ptr指示的程序存储单元 |
INP |
59 |
1 |
01011001 |
|
26 |
如果除数为0则跳转到程序的R单元指令执行 |
JERR R |
9A |
3 |
10011010 |
|
27 |
如果输入的数据是h80则跳转到程序的R单元指令执行 |
JEND R |
9B |
3 |
10011011 |
|
28 |
左移一位是1跳转到R单元指令执行 |
JL R |
9C |
3 |
10011100 |
|
29 |
右移一位是1跳转到R单元指令执行 |
JR R |
9D |
3 |
10011101 |
|
30 |
输入缓冲区空暂停 |
STPK |
5E |
1 |
01011110 |
|
31 |
求da值的按位逻辑非，结果在da |
LNOT |
5F |
1 |
01011111 |
|
32 |
Da与R存储单元的逻辑与放入da |
LAND R |
A0 |
3 |
10100000 |
|
33 |
Da与R存储单元的逻辑或放入da |
LOR R |
A1 |
3 |
10100001 |
|
34 |
Da与存储单元R的逻辑异或放入da |
LXOR R |
A2 |
3 |
10100010 |
|
35 |
将da左移一位送x，da不变 |
SHL |
63 |
1 |
01100011 |
|
36 |
将da右移一位送x，da不变 |
SHR |
64 |
1 |
01100100 |
|
37 |
执行下一条指令 |
NOP |
65 |
1 |
01100101 |
|
38 |
将累加器da的内容送到指针ptr高8位 |
DAHP |
66 |
1 |
01100110 |
|
39 |
将指针ptr的高8位内容送到累加器da |
PHDA |
67 |
1 |
01100111 |
|
40 |
输入数据送到ptr指示的数据存储单元 |
INPD |
68 |
1 |
01101000 |
|
41 |
将da的值送到ptr指示单元 |
DAPD |
69 |
1 |
01101001 |
|
42 |
将ptr指示单元内容送da |
DPDA |
6A |
1 |
01101010 |
|
43 |
有符号da与R单元相乘，结果低字节送da，高字节送x |
MULS R |
AB |
3 |
10101011 |
|
44 |
累加器da与R单元相除，商送da，余数送x |
DIVI R |
AC |
3 |
10101100 |
|
45 |
累加器da与R单元带进位加,结果送da，进位保留 |
ADDC R |
AD |
3 |
10101101 |
|
46 |
累加器da与R单元带进位减，结果送da，进位保留 |
SUBC R |
AE |
3 |
10101110 |
|
47 |
无符号da与R单元相乘，结果低字节送da，高字节送x |
MULT R |
AF |
3 |
10101111 |
|
48 |
无符号da×R+x，本位结果送da，进位字节送x |
MADD R |
B0 |
3 |
10110000 |
|
49 |
进位为1跳转 |
JCRY R |
B1 |
3 |
10110001 |
|
50 |
清除进位 |
NCTY |
B2 |
1 |
10110010 |
|
51 |
停止程序执行 |
STP |
7F |
1 |
01111111 |
|
52 |
程序输入结束 |
END |
80 |
1 |
10000000 |
https://blog.sciencenet.cn/blog-340399-431735.html
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