PRÁCTICA 3

UNIDAD DE CONTROL

Ejercicio 1 :

A)

ADD $t0, $t1, $t2
Nmemónico	0	RS=$t1	RT=$t2	RD=$t0	0	0x20
Binario	000000	01001	01010	01000	00000	100000
Hexadecimal	0x12A4020

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	R8 ß R9+R10	RA=01001, RB=01010, RC=01000, MA=0, MB=0, OP=00001, T5,SC
S6	Comprobar interrupción

B)

ADDI $s0,$s1, 0x0011
Nmemónico	8	RS=$s1	RT=$s0	Inmediato
Binario	001000	10001	10000	0000000000010001
Hexadecimal	0x22300011

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	RT2 ß RI	T8, C10
S6	R10 ßR19+RT2	RA=10001($s1), OP=00001, MA=0, MB=1, T5, RC= 10000($s0), SC
S7	Comprobar interrupción.

C)

ORI $t0, $t2, 0x00A1
Nmemónico	0xD	RS=$t2	RT=$t0	Inmediato
Binario	001101	01010	01000	0000000010100001
Hexadecimal	0x354800A1

           

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	RT2 ß RI	T8, C10
S6	R8 ß R10 OR Rt2	RA=01010, MA=0, MB=1,OP=00003, T5, RC=01000, SC
S7	Comprobar interrupción

D).

SLL $t0, $t0, 0x0002
Nmemónico	0	Rs=0	Rt=$t0=8	Rd=$t0=8	Desp=2	0
Binario	000000	00000	01000	01000	00010	000000
Hexadecimal	0x84080

           

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	RT2 ßRI	T8, C10
S6	R8 ßR8 SLL RT2	RA=01000, MA=0, MB=1, OP=00008, T5, RC=01000, SC
S7	Comprobar interrupción.

E)

SLR $t1, $t0, 0x0002
Nmemónico	0	Rs=0	Rt=$t0=8	Rd=$t1=9	Desp=2	0
Binario	000000	00000	01000	01001	00010	000000
Hexadecimal	0x84880

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	RT2 ß RI	T8, C10
S6	R9 ß R8 SLR RT2	RA=01000, MA=0, MB=1, OP=00005, T5, RC=01001, SC
S7	Comprobar interrupción.

F)

LUI $s0,0x0011
Nmemónico	0xF	0	Rt=$s0=16	Imm=0x0011
Binario	010000	00000	10000	000000000010001
Hexadecimal	0x20080011

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	RT2 ß RI	T8, C10
S6	R16 ß R16	RA=10000, MA=0, MB=1, OP=00006, T5, RC=10000, SC
S7	Comprobar interrupción.

G)

SW $t4, 0x0111
Nmemónico	0x2b	Rs=0	Rt=$t4=12	Imm=0x0011
Binario	101011	00000	01100	0000000000010001
Hexadecimal	0xAC0C0011

                                                                                                           

           

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	MAR ß RI	T8, C10
S6	MBR ß R10	RA=01010, T1, C3
S7	MP ß MBR	Ta, Td, E
S8	Comprobar interrupción

H)

SLT $t1, $t2, $t0
Nmemónico	0	Rs=$t2=10	Rt=$t0=8	Rd=$t1=9	0	0x2A
Binario	000000	01010	01000	01001	00000	101010
Hexadecimal	0x148482A

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	RT3 ß R10-R8 RE ß ALU	RA=01010,RB=01000,MA=0,MB=0, OP=00001, C11 C8
S6	RT1 ß RE	T7, C9
S7	R9 ß NOT	RC=01001, MA=1, Op=00110, T5, SC
S8	Comprobar interrupción.

I)

J 0x000001A
Nmemónico	2	Dirección
Binario	000010	00000000000000000000011010
Hexadecimal	0x800001A

                                                            

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	PC ß RI	T8, C5
S6	Comprobar interrupción.

J)

JR $S0
Nmemónico	0	Rs=$s0=16	0	8
Binario	000000	10000	000000000000000	001000
Hexadecimal	0x2000008

           

S1	MAR ß PC	T4, C1
S2	MBR ß MP (MAR) PC ß PC+4	Td, L, C2 C4
S3	RI ß MBR	T3, C6
S4	Decodificación
S5	PC ß R16	RA=10000, T1, C5
S6	Comprobar interrupción

SIMULACIÓN LOGISIM.

Para comprobar las operaciones realizadas previamente, debemos meter los resultados en la memoria del circuito en hexadecimal. Esto es fácil de hacer, simplemente clickamos con el botón derecho sobre la memoria, pinchamos en “Editar contenidos…” y sobreescribimos los 10 primeros valores, saltando el primero, y cerramos la ventana. Ya podemos simular las
instrucciones correctamente.

Simularemos la primera instrucción, ADD $t0, $t1, $t2:

En el primer ciclo, abrimos el triestado T4, pero como en este caso es la primera instrucción, el contador se mantiene a 0. Con esto conocemos la dirección de memoria en la que está la instrucción. Activamos la señal C1 del MAR para almacenar la dirección de la
instrucción con la que estamos trabajando.

En el siguiente ciclo, abrimos el triestado TD, activamos el modo lectura (L) y con el pin seleccionamos la posición en memoria que contiene la instrucción, para luego activar C2 y guardar el contenido en MBR. A la vez, hay que activar C4 para sumar 4 bytes al contenido del contador de programa, para que se puedan simular todas las instrucciones seguidas de esta forma.

En el último ciclo, lo único necesario es mover el contenido de MBR a RI para que la unidad pueda decodificar la instrucción. Para esto, activamos el triestado T3 y lo guardamos activando C6.

Ahora debemos introducir los valores que queramos en $t1 y St2 para operarlos. Seleccionamos $t1 y $t2 en los registros RA y RB, y con el 0 se realizará la operación. Ahora hay que almacenar el resultado en $t0. Para ello, activamos T5 y seleccionamos en RC el registro $t0. Finalmente, activamos a la vez SC y C8 para almacenar en el registro y los indicadores de la operación.

FAQ´s

1. ¿Cómo debemos codificar las instrucciones a la hora de hacer el trabajo?

Pues debemos pasarlas primero a binario y luego a hexadecimal, teniendo en cuenta que cada instrucción tiene una forma o fórmula de codificarse ( puede verse en los apuntes del tema 2 – Programación en ensamblador ).

2. ¿Qué tenemos que tener en cuenta para que funcione el simulador?

Para que se inicie el programa la memoria debe estar activada: Sel =1, en modo lectura L=1 y el triestado que conecta el bus de direcciones con el registro MAR abierto TD=1. 

Para reiniciar todo el sistema se cuenta con una entrada de RESET general.

3. ¿De qué se encarga la A.L.U?

Encargada de realizar las operaciones aritméticas, lógicas y de desplazamiento.

En la ALU del trabajo se puede seleccionar la operación introduciendo los siguientes códigos:

00001 Suma

00002 Resta

00003 OR

00004 AND

00005 Desplazamiento a la derecha de 1, 2, 3, 4 bits

00006 Desplazamiento a la izquierda de 1, 2, 3, 4 bits

00007 NOT

00008 XOR

4. No funciona el simulador, falla el decodificador.

El parámetro “Disabled Output” del decodificador junto a los triestados debe estar en “zero”, aunque a veces venga predeterminado “floating”.

5. ¿Qué debo hacer para resetear el circuito?

Sencillamente clicamos en “Simulación” y posteriormente, “Reset”.

                                                                                              Realizado por: Manuel Pedrajas Ochoa
                                                                                               Manuel Venega Bermúdez