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Asignatura: toc, Profesor: carlos garcia puntonet, Carrera: Ingeniería Informática, Universidad: UGR
Tipo: Ejercicios
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Figura 8.
También, se visualizan con “leds” las señales de control de cada componente de la unidad de procesamiento. Estas señales las activa la unidad de control. Durante la ejecución de un programa, veremos cómo cambian los contenidos de los registros y las señales de control, en cada ciclo de reloj. La segunda vista de CS1 (ver Figura 8.2(a)), es la organización real y detallada de los componentes y buses que conforman la unidad de proceso. Si seleccionamos un componente y hacemos doble “Clic” con el botón izquierdo del ratón, LogicWorks mostrara la realización de dicho componente. Hay que tener en cuenta, que en la “Versión Estudiante” de CS1, el circuito que implementa realmente cada componente ha sido realizado tomando primitivas de la librería “Simulation Logic.clf” del LogicWorks, y no es objetivo de análisis por parte del estudiante. Para dicho análisis, se incluye una “imagen” (no es un circuito) de la realización que debería tener el componente, según lo explicado en teoría en los temas dedicados al análisis y diseño de sistemas secuenciales síncronos. Esto se hace para “invitar” al estudiante (si lo desea y
como actividad extra) a su realización y posterior comprobación, mediante la sustitución de dicho componente por el diseñado por el estudiante. En la figura 8.2(b) se presenta un ejemplo del contenido “imagen” del registro temporal RT.
Figura 8.2(a) Unidad de Proceso detallada en LogicWorks.
Figura 8.2(b)Vista de la “imagen” que contiene el componente: Registro RT.
Para facilitar qué posiciones de memoria en hexadecimal corresponden a los contenidos almacenados en la RAM5 CS1 de LogicWorks, proporcionamos la figura 8.3(d).
DIRECCIONES MEMORIADE
Figura 8.3(d.)
La tercera vista de CS1 (ver figuras 8.4) se dedica a la unidad de control. En la figura 8.4(a) se ve la realización en LogicWorks de la unidad de control, cuyo diseño se explica en el Tema 5. Junto a esta unidad de control se han añadido diversos elementos (ver figura 8.4(b)), como visualizadores leds para ver, en cada ciclo de reloj, el estado y bloque ASM en el que se encuentra dicha unidad. También, se proporciona una “imagen” de la Carta ASM de procesado junto con las señales de control que se activan. Mediante visualizadores leds, se pueden ver las señales de control que se activan en cada ciclo de reloj y su efecto en la unidad de procesamiento. Para ello, se adjuntan textos junto con a dichos visualizadores para indicar la/s microoperación/es de transferencia a registros que se van a producir como consecuencia de las señales de control que estén activas en un determinado ciclo de reloj. Se puede, por tanto, realizar un seguimiento minucioso de las fases de captación y ejecución de las instrucciones del programa que se esté ejecutando. Dicho programa tiene que estar almacenado en la memoria RAM5_CS1 a partir de la dirección cero, siendo la última instrucción la de STOP.
Lo primero es definir en ensamblador, con el repertorio de instrucciones de CS1 (ver Figura 8.4(a) ), el programa que deseamos realizar.
Figura 8.4(a) Repertorio de Instrucciones de CS Por ejemplo supongamos que se desea realizar un programa que llamaremos ProgSUMA2 que sume dos datos que están en las direcciones, dadas en hexadecimal, 30 y 31 y que el resultado se almacene en la dirección 32. Una solución para para el programa ProgSUMA2 viene dada en la Figura 8.4(b). Obsérvese que las dos primeras instrucciones, sirven para poner el acumulador AC a cero. Para ello, la primera instrucción almacena en la dirección 28 de memoria el contenido actual del acumulador ( datAux ) y la segunda instrucción resta este valor con el mismo dato que fue almacenado en la dirección 28 , consiguiendo dejar el acumulador a cero. La tercera instrucción suma el cero del acumulador con dat1 que hay almacenado en memoria en la dirección 30 , y se carga en el acumulador. La cuarta instrucción suma dat1 del acumulador con dat2 que hay almacenado en memoria en la dirección 31 , por tanto en el acumulador ya tenemos el resultado deseado, datResul=dat1+dat2 , que se carga en el acumulador. Por último, la quinta instrucción almacena el resultado ( datResul ) en la dirección de memoria 32.
Programa en ensamblador hexadecimal)^ ($DirDato^ en
Descripción RT del programa ProgSUMA
Instrucción en binario (^) Instrucción 2 bits^ CO^ Dirección del dato en binario hexadecimal^ en con 6 bits STA $28 M($DirDato de datAux=28) AC 11 10 1000 E SUB $28 AC AC - M($DirDato de datAux=$28) 10 10 1000 A ADD $30 AC AC + M($DirDato de dat1=$30) 01 11 0000 70 ADD $31 AC AC + M($DirDato dat2=$31) 01 11 0001 71 STA $32 AC AC + M($DirDato datResul=$32) 11 11 0010 F STOP Fin ejecución 00 ----------- 00 Figura 8.4(b) Programa ProgSUMA2.
Para cargar el programa en memoria hay que editar la memoria RAM5 CS1, con la utilidad del LogicWorks, descrita en la sección 8.1 (ver figuras 8.3). El programa debe almacenarse en direcciones consecutivas de memoria partiendo de la dirección 0. Por último, hay que introducir en memoria los datos con los que va a operar el programa. En nuestro ejemplo, vamos a suponer que dat1=A5 ( en la dirección 30 ) y dat2=02 ( en la dirección 31 ). La figura 8.4(c) muestra, cómo deben quedar los contenidos de memoria correspondientes a las direcciones (en hexadecimal): de la 00 a la 05, donde se almacenan las instrucciones del programa y en las direcciones 30 y 31 los datos de entrada dat1=A5 y dat2=02 (no importa el contenido de la memoria en el resto de las direcciones).
Figura 8.4(c)
Después de ejecutar el programa ProgSUMA2 , tendríamos que observar el resultado correcto, almacenado en la dirección 32 de la memoria, como el obtenido en la Figura_8.4(d). Observad que en la dirección 28 aparece B8, que corresponde a datAux , es decir el valor que tenía el acumulador antes de lanzar la ejecución del programa.
Figura 8.4(d)
Una vez tenemos en memoria el programa y los datos de entrada, podemos ejecutarlo. La primera vez que abrimos CS1 en LogicWorks, es conveniente activar el pulsador de “Reset1 o Reset2” (ver figura 8.5), esto lleva a CS1 al estado de espera S0. Lo siguiente es definir si queremos utilizar modo manual (paso a paso) o automático
1) En el computador original CS1 suministrado en SWAD, una vez descomprimido, “CS1_VersiónEstudiante_LW4_Vb.cct”, se incluye una memoria RAM5_CS1 que almacena ceros en todas las posiciones de memoria. Si ejecutamos CS1, el computador interpreta, como programa almacenado, una sola instrucción que es la STOP. a) Ejecute dicho programa y vea su cronograma. Obsérvese los dos ciclos de captación de instrucción y un ciclo más, que consiste en llevar a CS1 al estado de espera S0. b) Edite ahora RAM5_CS1, colocando en la dirección 00 la instrucción 0F y ejecute el programa. ¿Observa alguna diferencia respecto al apartado a)?, ¿Qué instrucción es 0F?, ¿Qué código de operación tiene?.
2) Edite en la memoria RAM5_CS1 el programa ProgSUMA2 , descrito en el apartado 8.2 , con los datos de entrada dat1=A5 y dat2=02 en las direcciones 30 y 31, respectivamente. a) Ejecute el programa. Después de esto, vea el contenido de la RAM5_CS1, correspondiente a la dirección 32, donde se almacena el resultado. ¿Es correcto el resultado obtenido?. b) Obtenga su cronograma con LogicWorks, y deduzca a través de él lo siguiente: b1) Número de ciclos de reloj que consume el programa, b2) Las microoperaciones que se producen a nivel de transferencia a registros, durante la
c) Realice otras ejecuciones de ProgSUMA2, cambiando los datos dat1 y dat2 , comprobando los diferentes resultados que se obtienen en la dirección 32 de la memoria.
3) Se desea confeccionar una versión del programa ProgSUMA2, que opere con datos de entrada dat1 y dat2 que estén ubicados en direcciones distintas. Concretamente, dat en la dirección 38 y dat2 en la dirección 39. Además, deseamos que el resultado se almacene en la dirección 3A. A dicho programa lo denominaremos ProgSUMA2_vb. a) Realice una tabla similar a la indicada en la Figura 8.4(b) para el nuevo programa. b) Edite en la memoria RAM5_CS1, las nuevas instrucciones en hexadecimal, a partir de la direeción 00, así como los datos dat1=A5 y dat2=02 en las nuevas direcciones indicadas. c) Ejecute el programa ProgSUMA2_vb y compruebe que el resultado almacenado en memoria es correcto.
