2. 考研
  3. 一台模型机共有7条指令，主频25MHz，各指令的使用频率与CPI如表2-4所示。该模型机有8位和16位两种指令字长，采用2-4扩展操作码。8位字长指令为寄存器-寄存器(R-R)二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器(R—M)二地址变址寻址类型(-128

一台模型机共有7条指令，主频25MHz，各指令的使用频率与CPI如表2-4所示。该模型机有8位和16位两种指令字长，采用2-4扩展操作码。8位字长指令为寄存器-寄存器(R-R)二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器(R—M)二地址变址寻址类型(-128

admin2014-04-17  28
问题 一台模型机共有7条指令，主频25MHz，各指令的使用频率与CPI如表2-4所示。该模型机有8位和16位两种指令字长，采用2-4扩展操作码。8位字长指令为寄存器-寄存器(R-R)二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器(R—M)二地址变址寻址类型(-128≤地址码范围≤127)，并且使用专门的变址寄存器。试问：

设计该机的两种指令格式，标出各字段位数并给出操作码编码。
选项
答案R-R型指令格式分析。首先，由题意可知，8位字长指令为寄存器(R-R)二地址类型，即两个操作数都在寄存器中。其次，操作码为2位，所以这两个操作数所在的寄存器编号各占3位，R-R型指令格式如下： [*] R—M型指令格式分析。 首先，操作码应该占4位；在R—M型指令中，其中一个操作数在寄存器中，基于对R-R型指令格式的分析，其所在寄存器的编号占3位。其次，由于-128≤地址码范围≤127，所以形式地址A占8位。最后，题干中要求使用专门的变址寄存器来进行变址寻址，所以在指令中需要单独给出变址寄存器的编号X，剩下的最后一位就留给它。 R-M型指令格式如下： [*] 7条指令的操作码编码如下：11：00 12：01 13：10 14：1100 15：1101 16：1110 17：1111 可能疑问点：唐版教材上讲专用寄存器隐含在操作码中，不占用指令中的位，这里R-M指令设计中为什么要涉及专用寄存器的选择呢? 提示：唐版教材上说的是只有一个变址寄存器的情况，并且指令设计之后并没有多出的位用来给变址寄存器进行编号，而这里为什么要考虑多个呢?因为经过通盘考虑，指令的设计最后多出了一位，这一位就会被用来作为变址寄存器的选择位，这样指令就更加灵活，这个也可以说是做题经验。
解析
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