16
MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior Técnico

Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

  • Upload
    lamngoc

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MICROPROCESSADORES

Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM

Nuno Cavaco Gomes Horta

Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior Técnico

Page 2: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

Arquitectura do Processador P3

1. RegistosR0-R7 – Uso geral (R0 = 0)PC – Program CounterSP – Stack PointerRE – Registo de Estado (EZCNO)

2. MemóriaEspaço de endereçamento: 64 KPalavras (2^16)Dimensão das palavras: 16 bits

3. Entradas/SaídasEndereçamento de I/O: Memory Mapped I/O de FF00h em dianteJanela de Texto: FFFCh a FFFFhInterruptores: FFF9hLEDs: FFF8hLCD: FFF4h a FFF5hDisplay de 7 Segmentos: FFF0h a FFF3hTemporizador: FFF6h a FFF7h

4. InterrupçõesMáscara de Interrupções: FFFAhTabela de Vectores de Interrupção: FE00h

Page 3: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

filename.as

filename.lis filename.exe

ASSEMBLER

SIMULADOR

Processo de Assemblagem de Programas e Simulação do Processador P3

1. Desenvolvimento de Programas:

1.1. Conjunto de Instruções

1.2. Modos de Endereçamento

Registo op = RxRegisto Indirecto op = M[Rx]Imediato op = WDirecto op = M[W]Indexado op = M[Rx+W]Relativo op = M[PC+W]Baseado op = M[SP+W]

Page 4: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

filename.as

filename.lis filename.exe

ASSEMBLER

SIMULADOR

Processo de Assemblagem de Programas e Simulação do Processador P3 1. Desenvolvimento de Programas: (cont.)

1.3. Etiquetas (Label): Nome seguido de ‘:’utilizado para referenciar uma dada posição de memória.

VoltaAqui: INC R1...BR VoltaAqui

1.4. Comentários: Utiliza-se o ‘;’ para indicar que todo o texto que se segue na linha deverá ser ignorado pelo ASSEMBLER.

1.5. Pseudo-Instruções: Comandos reconhecidos pelo ASSEMBLER que não são instruções assembly, mas permitem dar ao ASSEMBLER um conjunto de informações necessárias para a sua correcta execução ou para simplificar a sua utilização.ORIG, EQU, WORD, STR, TAB

Page 5: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

Exemplo de Programa, Demo1.as, em Linguagem Assembly para o Processador P3:

���������������������������������������������������������������������������������� � � � � � � � � � � � � ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � � � � � ! � � � � � � � � ��� � � � � � � � � � � � � � � � � � " � � �� � � � � � � � � � � � � # � � $ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � % � � � � & � � � � � � � � ��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ' ( � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��� � � � � � � � � � � � � ) � � * � � � � � � � � � � � � � � � % � � � � � � � � � + � � � � � � � � � � � � � � � � � � , -�� � � � � � � � � � � � � . � � / � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 0 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � 1 � � � � � � � � � � � � � 0 $ � � � � � � � � � + � �� � � � � � � � � � � � � �� � � , ���� / � � � � � � 2 � � � � 3 � � � ��� � � � � � - 4 ' - . ' # - - � � 5 � � � � � / � � � � � � � � � - 4 ' - . ' # - - 1 ���������������������������������������������������������������������������������

Page 6: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

������������������������������������������������������������������������������������������� � ��� ������������������������������ �������� ������������������������������������������������������������������������������������

��������������� �!"� ����������������#$##%

��&���'��������&�(������ ��������������)))%

�������������&��*(���#����������������)�##%��*(���$����������������)�#$%��&����(����������� )))�%

���+����,��� � ���))##-�&�.&$�����������������)))#%�&�.&/�����������������)))$% �(0�������������� )))1% �(���&����������� )))2% �&��������������������)))3%������������&�����������)))4%��(���&�����������������)))�%��(0��������������������)))�%

�����(5��� ������������))))%6!(������ ��������������#7$2%)��(��6�����������������898�������������������������������������������������������������������������������������������� � ��� ���:�� �:� ������������������� ��������� �0���� ,�;�:�� <$7�= ��>�������������������������������&����� ��?���� � �������������@��������������� �������� ���,� $�,�;�:����������������������������������������������������������������������������������

���A����3###%"����B��$�������&�������8CC� ����#1+#7�� /D &�E����� CC8F)��(��6��

Page 7: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

���������������������������������������������������������������������������������������������� G����������������H�������� ��������� ����E=;IF�����������������E�������; J������������������������ ,������ �����������������������������������������������������������������������������������

���A����####%5������� � � �

������������������������������������������������������������������������������������� �����#���� ������ ������,��� #��������������������������/F��K�� ����������� �,;�I����.�&�GE��������������������������������2�� ������������ ������,��������������������&� �������/F��KF��2�������������������� ����<$>���E������ ����/����K��������������������������</>������E���������2����������������������������������������������������������������������������������� �����#�����6�-������/F��K

���������2��"������L �&MF��2���

������������������������������������������������������������������������������������� �����$���� ������ ������,��� $��������������������������2F��$�����������������&� �������2�������������������� ����<$>��,; ����2��������������������������</>������:��898���� ������������������������������������������������������������������������������������ �����$������� ������2F�$

��" �7F�3#$3%��" �L �(���&��MF��7��" �7F�##2#%��" �L �(0����MF��7���

���������������������������������������������������������������������������������� E,�5���;����� ���?���; E,����H���;�������B��@�������������������������������������������&� �������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������

E,�5���;�������&-��/��"������/F� �����(5��� ���"������L��(���&��MF��/�����/���

Page 8: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

�������������������������������������������������������������������������������������&�� �G���� ���?���������� ������ �������E������ �������������F����E �����������������,�;���������� )��(��6��F����H���;�������B�����E��,�� ������������������,�� � ����@������������ � ����E�����E ����� ?��;?��������������������������&���@��������������������������, ;%��� ,�� ��� ,�������� ������,� E� ������������������������������������, ;%��� �,��������,������ � � �����N��� �GN����������������&� �������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������&�� �G��������&-�����$

��&-�����/��&-�����K��"������/F��L&�O7M������,��������,���� � � ���� N��� �GN��"������KF��L&�O1M����� ���; J���� ���,� E� ����������

� �;�������������"������L��(���&��MF��K��"������$F��L�/M���������$F�)��(��6��*�@�����) E����� �������������������/���������K*�������� �;�

) E���������������������K���������/���������$��������/�����������������������; J� &���'

�������������������������������������������������������������������������������������������� ���?���������� ������ �������E��������� ,�����������@�������������������� ,��������: ���; J�������H���;�������B��@��������������������������$�� �������� �������:������������������&� �������������������������� �����;������� ���,�� ��� ���E�E�� � �L��M�������������������������������������������������������������������������������������������������"������L��(0����MF��$

������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �,;�I���� ���?���������� ���� �������&� �!����.���GE�������������������������������$�� "�;�������: ���,������,���������&� �!���������������������������/�� ����������&� �!����� ; J������������������&� �������������������������� �����;������� ���,�� ��� ���E�E�� �+,������L�/M����������������������������������������������������������������������������������� �,;�I�������"������L�/MF��$

���

Page 9: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

������������������������������������������������������������������������������������� �,;�I���� �� ?�� ,��E �� G���� �E���������������������������������������������������&� �������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������

�;�I������������&-�����$��"������$F�� �!"� ��

�;�I ��,��������������$*�@������;�I ��,���������$���

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������G��E� ,� � � ,�;�������������������������������������������������������������������������������� � � ������������"������$F�&�(������

��"�����&�F��$��"������$F���� �����#��"������L��*(���#MF��$��"������$F���� �����$��"������L��*(���$MF��$��" �$F###K%���" �L��&����(���MF��$��"������/F��&�.&$��"������KF��&�.&/����� ���� E,�5���;���&-����"����B��$������������������G�E ���,���E����� ,�;� &���'��&-����6!(������ �����������������G�E ���,���E����� ,�;� &���'�� �������&�� �G

�����������������"������$F�###$-� �;������������� ������� �,;�I �������G�E ���,���E����� ,�� ��G ���

�� �����;�I&��, ��"������1F��L������������&M

��&������1F�###$-*�@�����&��,�� ������$F�$��&������$F�##$#-*�@������ �;�����*����������������

��������������������������������������������������������������������������������

Page 10: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

filename.as

filename.lis filename.exe

ASSEMBLER

SIMULADOR

Processo de Assemblagem de Programas e Simulação do Processador P3

2. ASSEMBLADOR

2.1. EntradaFicheiro com código Assembly –filename.as.

2.2. Comando>p3as filename.as

2.2. SaídasFicheiro filename.lis contém o valor atribuído às referências usadas no programa assembly.

Ficheiro filename.exe contém o código binário pronto a ser executado pelo simulador p3sim.

Page 11: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

Exemplo de ficheiro, Demo1.lis, gerado pelo Assemblador:

A� ���*��� �������)�������������&

��E����������������"�;�����������I,�������������������������������P�������P���������������� �!"� �������������������������#$##������������&����&�(������ �����������������������)))������������&������*(���#�������������������������)�##������������&������*(���$�������������������������)�#$������������&������&����(�������������������������)))�������������&�����&�.&$��������������������������)))#������������&�����&�.&/��������������������������)))$������������&���� �(0����������������������������)))1������������&���� �(���&�������������������������)))2������������&���� �&�����������������������������)))3������������&����������������&��������������������)))4������������&������(���&��������������������������)))�������������&������(0�����������������������������)))�������������&���� �����(5��� ���������������������))))������������&����6!(������ �����������������������#7$2������������&����)��(��6��������������������������##2#������������&����"����B��$������������������������3###�����������&����A��� �����#�����������������������###/������������ �*� ��� �����$�����������������������###.������������ �*� E,�5���;� ##$$������������ �*� ���&�� �G ##$3������������ �*� � �;� ##$)������������ �*� ) E��� ##/������������� �*� ������ ##/������������� �*� ��� �,;�I ##K$������������ �*� �;�I����������������������������##KK������������ �*� �;�I ��, ##K7������������ �*� � � � ##K������������� �*� ��������� ##17������������ �*� � �;����� ##13������������ �*� &��,�����������������������������##1������������� �*�

Page 12: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

filename.as

filename.lis filename.exe

ASSEMBLER

SIMULADOR

Processo de Assemblagem de Programas e Simulação do Processador P3

3. SIMULADOR

3.1. EntradaFicheiro com código binário –filename.exe.

3.2. Comando>p3sim filename.exe

Page 13: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

Ecran inicial do P3SIM:

Page 14: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

Activação da Janela de Texto e da Janela de Interface no Menu ‘Ver’.

Page 15: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

MicroprocessadoresExemplo P3SIM

Mensagem no ecran.

Page 16: Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM · MICROPROCESSADORES Exemplo de Utilização do Simulador P3SIM Nuno Cavaco Gomes Horta Universidade Técnica de Lisboa / Instituto Superior

BIBLIOGRAFIA

[1] M. Morris Mano, Charles R. Kime, “Logic and Computer Design Fundamentals”, Prentice-Hall International, Inc. (Capítulos 9, 10 e 11)

[2] N. Horta, “Microprocessadores”, Aulas Teóricas, 2006.

[3] G.Arroz, J.C.Monteiro, A.Oliveira, “Manual do Simulador do P3”, IST, 2003

[4] J.C.Monteiro, “Arquitectura de Computadores, Guia de Laboratório”, IST, 2003

[5] G.Arroz, J.C.Monteiro, A.Oliveira, “Introdução aos Sistemas Digitais e Microprocessadores”, IST, 2003.

MicroprocessadoresExemplo P3SIM