本文写于 2018年11月02日，距今已超过 1 年，距 2020年03月27日 的最后一次修改也已超过 3 个月，部分内容可能已经过时，您可以按需阅读。如果图片无法显示或者下载链接失效，请给我反馈，谢谢！
一开始其实我是一头雾水的，完全不知道要干什么，不过看了几个Example之后，也自己能猜的大概，然后试试，果真如此，非常开心。
下面就来一句句地实现。
首先指令是这样的格式：
现在是我来设计指令，那一切都是听我的，OP-CODE就完全是我自己定义的了，我想让他是多少就是多少。
第一条指令是INL，就是INPUT的低 $8$ 位送到寄存器DR，我想让这句话的OP-CODE是 $001$。
而RS在这里是不适用的，因为没有源寄存器，就是从I/O获得的数据，我用 $XX$ 表示。
RD是目标寄存器，是编码的时候确定的，我用 $YY$ 表示。
$0010XXYY$ 就是这条指令。
由于 $XXYY$ 是不确定的，所以显然不能用来散转，那么散转的指令就应该是 $0010$，是 $4$ 位操作码，因此，运用散转规则，得到的散转地址是 $11001000000$。
散转地址用 $16$ 进制表示，就是 $640$。
这意味着，我第一句指令，应该写在散转地址为 $640$ 的地方。
这之前的都不需要动，程序复位以后这两句话是没错的。
找到微地址为 $640$ 的地方。
这里要执行一句话，是从I/O到寄存器，取低 $8$ 位，也就是可以认为是偶字节传递。
目的编码应该是通用寄存器。
原编码应该是I/O。
因为是取第 $8$ 位，所以可以认为是偶字节传递。
这条指令到这里就执行完了，是一条长度为 $1$ 的指令。
因此，执行完以后，$\mu PC$ 需要做结尾变址，且 $PC = PC+1$。
单击“修改”，这条指令就被录入了，是在 $640$ 的地方。
接下来去指令系统定义这条指令。
这条指令的助记码是INL，需要的操作数只有一个寄存器R0，长度为 $1$。
指令码的话，如上所言，我定义的是 $0010XXYY$，用 $16$ 进制表示就是 $2X$，不妨就设置为 $20$。
那么，这条指令就应该被定义为：
INL R0 20 1
事实上，正如上面说的，指令码是 $2X$，所以其实定义为 $22$ 或者 $29$ 或者其他的形式都是可以的，最后程序装载、运行得到的散转地址都是 $640$，都能够正常运行。
为此，我还特意尝试过，确实是可以的。
但是定义操作码为 $30$ 显然不行，那就散转到 $660$ 去了。
类似地，定义第二条指令。
OUTL SR，是将源寄存器的低 $8$ 位取出，输出到I/O区域。
上面我用掉了 $001$，现在我想用 $010$。
那么这条指令就是 $0100XXYY$，取 $0100$ 进行散转，得到的散转地址是 $11010000000$，用 $16$ 进制表示就是 $680$，所以这一条指令应该写在散转地址为 $680$ 的地方。
是将寄存器的值输出到I/O，所以源地址是寄存器，目的地址是准双向输入输出，取的是低 $8$ 位，所以总线规则是偶字节传递，这是单条指令，执行完就好了，所以 $PC++$ 且 $\mu PC$ 是结尾变址回到 $0001$。
类似地，定义指令系统。
指令码应该是 $0100XXYY$，所以就是 $4X$，我定义的是 $40$。
OUTL R0 40 1
第三条指令，
JMP。
下面轮到 $011$ 了，那就是 $11011000000$，换成 $16$ 进制是 $6C0$。
因为地址是 $16$ 位的，所以势必需要分批次将数据读入。
且，这条指令的长度为 $3$，其中第 $1$ 个字节是指令，后面 $2$ 个字节都是数据，因此，应该要做 $PC=PC+3$。
第 $1$ 步，由于要读内存，所以要先取出 $PC$ 的值放到 $AR$，这时候 $PC$ 做第 $1$ 次递增，微地址递增。
因此，指令是 $4307C0$。
第 $2$ 步，将内存里面的值取出一个字节来，放到低位，那就相当于是奇字节到偶字节，我放到了寄存器BX里面。
这时候，源地址就是内存，注意是RAM而不是ROM，所以选择了源是MRD以后，需要选上E/M，目的地址是我选择了BX， 都无所谓，总线规则是奇字节到偶字节。
因此，指令是 $850400$。
第 $3$ 步，和第 $1$ 步是一样的，指令是 $4307C0$。
第 $4$ 步，要读内存里面的下一个字节了，放到高位，那就相当于是奇字节到奇字节，与第 $2$ 步是类似的，只要稍微改动一点，指令是 $840400$。
第 $5$ 步，数据准备完毕就可以跳了，跳的本质上就是用跳转到的地址覆盖掉 $PC$ 里面的值，这样的话下一次 $PC$ 取指取出来的就是跳过去那个地方的下一条指令了。
所以，执行的是，$PC$ 装载。
我是把数据放在BX的，所以应该是源地址选择ALU。
而ALU是算数逻辑单元，现在我不需要计算 $A+B$ 或者 $A \& B$之类的东西，我只想要BX的值，所以选择的是
目的地址应该是选择 $PC$ 装载。
微变址是结尾变址，因为已经执行完了。
$PC$ 装载了，自然也不存在保持还是增量这一说。
因此，指令是 $C039F2$。
回去定义指令系统。
操作数是内存，所以是*，指令的长度是 $3$，操作码我刚才定义的是 $0110$，也就是$6X$，所以我写的是 $60$。
JMP * 60 3
指令全部设计好了，回过头看一眼，所有的微地址都是唯一的，不冲突，所以满足要求。
下面就可以编写汇编代码了。
这个就非常简单了。
data segment ;将程序装载到数据存储器
assume ds:data
org 0
start: INL r0
OUTL r0
JMP start
data ends
end start装载，看一眼，好像还挺正常。
微单步执行，正常取出第 $1$ 条指令 $20$，散转，得到 $640$，跳过去了。
然后执行INL，我输入的是 $5936$，取低 $8$ 位，放到了寄存器。
然后正常回去，取下一条指令，并产生下址。
我重置I/O为 $0000$，观察得到低 $8$ 位输出成功。
然后是JMP。
这时候BX的值已经是要回去的地址了，$0000$，然后ALU将BX的值存放到PC。
然后就跳回去了，回到起点了，$0000$。实现了循环往复。
程序到此就结束了。
最后完整的代码附于本文文末。
下面就是画指令流程图。
机器指令格式在上面已经解释过了。
INL是 $XXX0YYZZ$，OUTL是 $XXX0YYZZ$，JMP是 $XXX0YYYY[ADDR][ADDR]$。
至此，作业就写完了。
下面玩一些好玩的。
例如，我想从输入获得一个数，放到AX，从输入获得一个数，放到BX，然后执行 $AX+BX$，结果存到SP。
也是完全可以的。
最后附上代码：
data segment ;将程序装载到数据存储器
assume ds:data
org 0
start: INL r0
OUTL r0
JMP start
data ends
end startINL R0 20 1 OUTL R0 40 1 JMP * 60 3
| 微地址 | 微指令 | 表达式 | μPC |
|---|---|---|---|
| 0000 | 000000 | +1 | |
| 0001 | 0307C0 | AR=PC | +1 |
| 0002 | 800405 | IR=RAM | 0600 |
| 0640 | 4F0392 | REG=IO, PC++ | 0001 |
| 0680 | 4B0692 | IO=REG, PC++ | 0001 |
| 06C0 | 4307C0 | AR=PC, PC++ | +1 |
| 06C1 | 850400 | BX=RAM | +1 |
| 06C2 | 4307C0 | AR=PC, PC++ | +1 |
| 06C3 | 840400 | BX=RAM | +1 |
| 06C4 | C039F2 | PC=B | 0001 |
ROM和RAM的区别是什么啊 是指令放在ROM中 数据放在RAM中吗
不太理解为什么 JMP addr是从内存中读地址 为什么不是直接把addr赋值给PC
@hhh跳转，本质上是用一个地址覆盖掉 PC 的值，这样下一次执行的语句就是目标地址。
但是你没有办法把内存的值直接装载到 PC，你只能把寄存器或者 ALU 出来的东西装载到 PC，所以我们先把内存读到 BX，然后把 BX 装载到 PC。同时，这样还可以处理大小端，或者其他的内存计算。
太棒啦
tttttql 不过计组实验更新好少啊