Manual de usuario del simulador UC1-TD3
Contents
1. c progr looo 98 ANA Instrucc Estado i A InStrucc 001 fags 00 Memoria de Micro lt reg A 011 reset programa E t Secuenciador sel microbifurcaci n mieropaabra LE ALU 16 Op Tp dL a Camino de los datos Control MIM O O RIWI RI W control Unidad de control micro programada Utilizaci n del simulador UC1 TD3 Multimedia Logic Logici EMT y File Edit Set Draw Simulate View Window Help xk s D aw Wl Bs MB RA ASE Dr a Logici b el E Ya A EB 0823 Desde est 211 Desde est Desde est E CH esde este Desde estos E esde este URS d icono se iconos se pasa icono se puede selecciona el 111 Ta p gina obtener ayuda Y C archivo quese siguiente o a la sobre todas las HOT simular En anterior Al funciones del 2 a nuestro caso comenzar debe programa en a microprol2 lgi estar as ingl s E o out am Una vez seleccionado el archivo micropro15 1gi aparece la siguiente pantalla UCI TD3 Manual de usuario P gina 6 de 18 E Multimedia Logic micropro15 Igi File Edit Set Draw Simulate View Window Help Dc AB NC TE UNIDAD DE CONTROL MICROPROGRAMADA UCI TD3 INSINUAT AME FLAGS PSw Be braak ondio end L lE AN A E2. Bill iili 2 de 1 1 barcas at ITZA i cropalabra de 24 bits RETI Sxnunzlears n3 aejeasd az al HH AL 6 gt ALU_DZ mmi ias PEREP A4je2rdpESPR li aa ae z p 0 mum y LL 0 Memoria de programa START_ BS pipa B1 p y gt d gt 86 dex H gt z 1 a El 7 AE si al LE m Figura A1 Panel de control del simulador Dado que la micropalabra est compuesta por bits individuales que totalizan 24 se construy la memoria de microprograma con 3 memorias de 8 bits de datos cada una microp 1 2 y 3 Para facilitar la separaci n de los 24 bits individuales en los tres grupos de 8 bits se recurre a un archivo Excel control store 15 xls donde en la solapa microprograma se generan los bytes que se cargar n a las memorias microp 1 etc Ver Hints en la p gina 17 ici n Ver Insertar Formato Herramientas Datos Ventana 7 Escriba una pregunt Laa aa Ada 4d T 100 2 AA AB ACIAD AE AF ST MP1 MP2 cx EP L26 A0 BICID E F G H I J K L MIN O P Q R S T U V W 1 ALUB ALUA ALUFUN ALUR RD A MEM 10 TE 1 MP 2 3 OBSERVACIONES 2 23 22 21 20 19 18 17 16 765432 159 DESCRIPCION DE LA MICROIN
3. 011011010115 ZN 0 1 1 0 010 6 7 011111110111 7 1101010 1000 8 J AXORB ZN 1 0 0 1 10017 9 o Apo 1 0 1010 A 1 CACZN 1101111 1011 B JAORB ZN A 1J0 0 110 AANDB ZN 111101111101 D 8 00 ZNVC 1 1 1 0 1110 E J SHFTIZQA CZN 11111111111 F JSHFTDERA 1 __ BITS DEL REGISTRO DE FLAG 5 DESCRIP OPERACION R RW j 0 C ACARREO cuando excede la capacidad de reg 8 bits 0 7 R nivel de ejecuci n de la instrucci n entrada auxiliar modo debug cuando excede la capacidad de reg 4 bits 0 3 4 HAB INTERR habilitaci n de interrupciones externas 5 V OVERFLOW cuando no se respeta la regla de signos 6 Z CERO cuando el resultado es cero 7 N NEGATIVO cuando el resultado es negativo Bit 7 1 COD TEST CHEQUEO DE FLAG EN PSW 0101010 11112 N HPNEGATVO 2 ACARREO TEST USUARIO SUP HAB INTERR Solapa codigos ALU y TEST Para verificar si se cumple una condici n de salto condicional se selecciona el bit de condici n con los cuatro bits de TEST de la micropalabra seg n la codificaci n de la tabla CHEQUEO DE FLAG EN PSW Cuando la condici n de la instrucci n xx es verdadera el contador de microprograma pasa a xx Si la condici n es falsa pasa a xx0 V ase como ejemplo el microprograma de la instrucci n JZ M en el a
4. 5D D Sp 5D 25 87 2 86 0 BS 2D Ba 20 2 M x AN E V l gica de IO en desarrollo EN Bus CONTROL iow Bus DIRECCIONES nm Figura 15 L gica de I O en desarrollo UCI TD3 Manual de usuario P gina 17 de 18 Anexo Hints para usar el Microsoft Excel Para que las funciones Concatenar y otras operen correctamente se debe tener habilitados los complementos que se indican Se accede desde el men principal Herramientas Complementos Complementos Complementos disponibles Asistente para b squedas Asistente para suma condicional as para an lisis Herramientas para an lisis VBA Herramientas para el euro Solver del Ayudante para Internet Herramientas para an lisis Proporciona funciones e interfaces para an lisis de datos financieros y cientificos Para navegar m s f cilmente en las planillas grandes conviene inmovilizar los paneles para que se vean los t tulos de las columnas en todo momento Para ello seleccionar la celda A4 como se indica en la figura y luego desde el men Ventana seleccionar Inmovilizar paneles versi n 2003 rt o COM m zi liil 2 Responder con cambig eoo a E j 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
5. TERAPIYA Rd gt lt pi LE OOO eT eaa vus ps gt 00 Das e 6 pace q Y I 7 T 2 4 e omre parce Es ARENAS q2 paras IET 1 227 Be oa gt 2 Josh_aslfos 84d 25 j e ONONO TAE Qu 1 Micropalabra EE gt TA m ii i n fiKziix ziii o rem Bus RETORNO 0 Memoria de programa gt a 2 H 2786 josjas don az HD ESE AAA AAA ESA AS A alal ala 2 al EU A mee DL en de BIEN nm Pantalla inicial del simulador Es conveniente maximizar ambas ventanas con los iconos en la parte superior derecha Si se realizaron todos los pasos de instalaci n correctamente en la memoria de programa estar cargado el primer programa de prueba a partir de la direcci n 0 1 C digo Nem nico Descripci n 2 f 01 NOP incrementa el contador de programa 3 f 02 INC A incrementa el registro A 47 02 INCA incrementa el registro A F 02 incrementa el registro 6 1 02 incrementa el registro 7 r 02 INC A incrementa el registro A 8
6. mn ajA amp D mus ll 1 RE a Gn T _ 5 Multimedia Logic micropro15 lg EM File Edit Set Draw Simulate View Window Help 8 xj lt o m 82Q Registro 3 0 0 Figura A5 Registro B y puntero de stack UCI TD3 Manual de usuario P gina 12 de 18 m File Edit Set Draw Simulate View Window Help Deil Eoi EN ECEN Reg temporario mm im zm iS Multimedia Logic micropro15 lg Gas EM File Edit Set Draw Simulate View Window Da amp AAA TIGE IC 2 A 1 Sra PER Dp ne 9 0 ES 2 O B1 rn 237 81 o ar cm E D E OO Bit7 6543210 Figura A7 Rama A del bus ALU y decodificaci n de registros UCI TD3 Manual de usuario P gina 13 de 18 r Multimedia Logic micropro15 lg EM File Edit Set Draw Simulate View Window Help Da teella amp jejeje eje eee MS m A 4 UI I Pom gt E EE E E 5 Sre mi 220
7. 0 0 0 0 0 00000001 0 O desde el men Vista Inmovilizar versi n 2010 Inicio Insertar Dise o de p gina F rmulas Datos Revisar Vista ABBYY FineReader 11 El ver salt P g E E FEES Nueva ventana E Dividir E MA Regla Barra de formulas LER Z pz PH Tall Wistas personalizadas Organizar todo Ocultar 4 Dise o L neas de cuadr cula Titulos Zoom 100 Ampliar Es ET S Guardar area de pagina S Pantalla completa selecci n WOSE de trabajo w Wistas de libro Mostrar Zoom 126 Er Flo i y columnas para Congelar paneles de hoja q Mantener visible la fila superior a medida que desplaza por el resto de la hoja de c lculo Inmovilizar primera columna Mantener visible la primera columna a medida que se desplaza el resto de la hoja de calci UCI TD3 Manual de usuario P gina 18 de 18
8. 00000000 00111000 00000001 00 38 01 DECODIFICAR PROXIMA INSTRUCCI N Solapa microprograma UCI TD3 Manual de usuario P gina 8 de 18 Por otra parte el programa se carga en la Memoria de programa de 256 bytes En el mismo archivo hay una solapa para cargar el programa Para completar el dise o de esta unidad de control se agregaron la solapa de codigos ALU y el set de instrucciones Para modificar el programa se puede hacer desde el archivo Excel auxiliar control store 15 xls Escribiendo instrucciones v lidas en la columna Nem nico la planilla Excel determina el c digo y la descripci n de la misma Una vez modificado se ve como en la figura siguiente A B 21 Direcci n C digo D E Nem nico Descripci n lo trae del set de Instrucciones Comentarios kA 01 NOP INCREMENTAR EL PC don 01 02 INCA INC A INCREMENTAR REGISTRO A A luna f rmula que debe 02 00 RESET RESET INICIALIZAR EL PROCESADOR ser arrastrada a toda Solapa programa Ahora se debe copiar el c digo del programa desde el archivo Excel a la memoria de programa en el simulador Se seleccionan las celdas y se copia al portapapeles de Windows NOP INCREMENTAR EL PC INC A INCREMENTAR REGISTRO A RESET INICIALIZAR EL PROCESADOR Memory Properties Format Address Size Binary 9 8 Bits Cancel 9 ASCII Hex 16 Bits Help Edit 4 Browse Filename C
9. 2012 20 36 Hoja de calculo de Microsoft Excel 171 KB hammer wav 26 05 2000 21 55 Archivo de sonido 4 KB de laser wav 11 07 1997 5 37 Archivo de sonido 2 KB microprol5 lgi 03 06 2012 14 15 Logic Project 101 KB Cy microprogramal txt 10 06 2012 19 34 Documento de texto 1 KB y microprograma2 txt 10 06 2012 20 40 Documento de texto 1 KB microprograma3 txt 10 06 2012 20 40 Documento de texto 1 KB nemonico instr txt 14 05 2012 22 26 Documento de texto 1 KB programal txt 10 06 2012 20 40 Documento de texto 1 KB programademo txt 12 04 2008 13 32 Documento de texto 1 KB Nota importante Si por alg n motivo se debe instalar en otra unidad D u otro directorio una vez cargado el programa 15 101 se deben modificar los v nculos a todos los archivos txt y bmp manualmente Esto se puede hacer tambi n editando con el block de notas de Windows el archivo microprol5 lgi reemplazando la ruta de cada referencia oprimir reemplazar todo 19 144 Reemplazar ALU 6b igi Buscar 19 1443 Heemplazar ALUA por 19 198 CProgram Files Multimedia Logic Reemplazar D Program Files Multimedia Logic Reemplazar todo Cancelar Coincidir may sculas y min sculas 3B TD3 ALUG bmp 0 9 UCI TD3 Manual de usuario P gina 5 de 18 Unidad de control microprogramada El simulador intenta representar el diagrama en bloques de la UC que vimos en clase registros
10. 781 SS maim dll 2 E LL 244 Bit7 6543210 File Edit Set Draw Simulate View Window Help 05 amp amp XM 1 Se e e E EAE SB H 2 e ES e A pem opp ET E HH da qa T 110 SHIFT IZQ A 111 SHIFT DER 8 8 El Bl 8 81 Figura A9 ALU registro ALU y l gica asociada UCI TD3 Manual de usuario P gina 14 de 18 E File Edit Set Draw Simulate View Window Help DeU ttella M HR JA amp Contador de microprograma Tx amer I rs E ciat cec Hber Ma pea 23430404 01 fresrriad E Micropalabra 24 bits E File Edit Set Draw Simulate View Window Help Dc trela M HR JA amp l gica de DMA en desarrollo Bus CONTROL p s 77 qs 73 EAS Figura A11 Registro de datos registro de direcciones y l gica de DMA UCI TD3 Manual de usuario P gina 15 de 18 12 m micropro15 Igi m File Edit Set Draw Simulate View Window Help Dk 55 E lt lt amp amp 2227 y 7 ps 2 8 messe ES zu 79 Dro p ona p
11. APrograms Multimedia Logic C Luego haciendo click en Edit se abre el block de notas de Windows Notepad donde se ve el contenido anterior de la memoria Se selecciona todo y se reemplaza el nuevo contenido quedando Memory Properties Format Address Size Archivo Edici n Formato 9 ASCII Hex 16 Bits rrt TOOL i Filename CAPrograms Multimedia Logic C 0 Memoria de programal Ahora se cierra el Notepad salvando los cambios y se cierra Memory Properties haciendo click en OK Se puede ahora ejecutar el simulador verificando la diferencia de comportamiento El contador de programa debe incrementarse desde a 2 y luego volver a cero repitiendo indefinidamente UCI TD3 Manual de usuario P gina 9 de 18 La ALU de esta unidad de control est implementada con dos memorias de forma de respetar los c digos originales de operaciones del apunte de T cnicas Digitales III Todas las operaciones fijan los Flags de esta ALU sin embargo se implement una operaci n especial para retenerlos en el momento que se desee dentro de la secuencia del microprograma Esta operaci n se habilita poniendo 1111 en los bits de TEST de la micropalabra OPERACIONES DE LA ALU CPU TD3 COD ALU 0 0 0 0 0000 0 RET DESHAB D 101010110001 1 ZN i opoj1fjojoow 2 00 ZN 510111110041 3 Z ol1jofojotwo _ 4 gt
12. STRUCCION E 112 3 R WR w 4 PONER REGISTRO ALU Y PC A CERO VIA A 5 000 000 1 0 0 1 0 00 00100000000 01001000 00000000 00 48 00 PONER REGISTRO ALU E IR A CERO 6 MN 000 000 1 0 1 0 000 0 0 0 00000000 01010000 00000000 00 50 00 PONER REGISTRO ALU Y FLAGS R W A CERO 7 BEI 000 000 1 0 1 1 0000 0 0 00000000 01011000 00000000 00 58 00 PONER REGISTRO ALU Y RA A CERO 8 000101011100 000 0 00100000001 01100000 00000000 01 60 00 PONER REGISTRO ALU Y RB CERO B 9 5 000 010 1 1 0 1 0 0 0100000001 01101000 00000000 01 68 00 PONER REGISTRO ALU Y SP A CERO 101 6 000 010 1 1 1 0 000 0 00100000001 01110000 00000000 01 70 00 PONER REGISTRO ALU Y TA A CERO 11 0 0 0 0 1 0 1 1 11 1 0000 0 0 00000001 01111000 00000000 01 78 00 REGISTRO ALU Y TB A CERO 12 8 000 01 1 1010 01 90 0 00 00 00 0 0 0 0 00001110 10010000 00000000 0E 90 00 DECREMENTAR REGISTRO A Y SETEAR FLAGS R W 1319 1 1 0 11 0 1 1 of ojo olo 0 00 01101100 00110000 00001111 6C 30 NOP SETEAR FLAGS R O 0 00 000 0 1 0 1 ojo 0 0 O 00000000 01010000 00001111 00 50 PONER REGISTRO ALU Y FLAGS R W y R O A CERO 151 B ojo o 1jo o 0 1 0 110 0 0 0 0 0100000000 01000101 00000000 00 45 00 PONER PC EN REGISTRO DE DIRECCIONES 148 000 000 00011 0011 0 0 oj1 0 0 0 0 0 0 00000000 01001000 10000000 00 48 80 LEER BUS DE DATOS Y PONER EN REG DE INSTRUC 1 Dp oooooooo000 1 1 1fojo ojo ojo o o 0 1
13. UNIVERSIDAD TECNOL GICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL SAN NICOL S INGENIERIA ELECTR NICA T CNICAS DIGITALES III Simulador de la unidad de control microprogramada de T cnicas Digitales III UC1 TD3 Manual de Usuario v3 Ing Felipe F Poblete UTN FRSN ANO 2008 2014 UCI TD3 Manual de usuario P gina 1 de 18 OBJETIVO Adquirir los conocimientos necesarios para el empleo del simulador de la unidad de control microprogramada utilizada en las clases de teor a de T cnicas Digitales INTRODUCCI N El simulador se implement mediante un software de dise o de circuitos digitales llamado Multimedia Logic 1 6 1 de Softronix Inc El programa est completamente documentado y tiene licencia de uso libre El objetivo de dise o del circuito fue respetar lo m s fielmente posible el funcionamiento de la unidad de control microprogramada explicado en clase Instalaci n del programa El programa Multimedia Logic v1 6 se puede descargar desde la Web del autor http sourceforge net projects multimedialogic o desde Download de T cnicas Digitales http www frsn utn edu ar tecnicas3 Una vez descargado el archivo Multimedia Logic1 6 1 exe se ejecuta el mismo apareciendo los cuadros de di logo del instalador mm Welcome to the Multimedia Logic 1 6 1 Setup Wizard This wizard will quide you through the installation of Multimedia Logic 1 6 1 It is recommended that y
14. aci n Se borra la grilla y el led se apaga Con el mouse act e sobre la llave para encender y apagar el led Observar que el led no necesit el cable de masa y la llave no requiri alimentaci n Esto es configurable 5 Multimedia Logic Logici File Edit Set Draw Simulate view Window Help D c 2 E e NO NE P En la carpeta C Program FilesWMultimedia LogicMZxamples hay una cantidad de ejemplos de circuitos hechos con este programa Los mismos se ejecutan simplemente haciendo doble click en el archivo con extensi n 101 Pruebe con C Program FilesWMultimedia LogicXExamplesVAdvanced Wwobot3 lgi Robot3 lgi UCI TD3 Manual de usuario P gina 4 de 18 Los archivos que componen la simulaci n de la UCI TD3 se pueden descargar desde la p gina de Pr cticos de T cnicas Digitales III la misma desde donde descarg este instructivo El archivo CPU TD3 zip se debe expandir en C Program FileslMultimedia LogicXCPU alu completa C1 txt 10 06 2012 20 25 Documento de texto 32 KB E alu completa C2 txt 10 06 2012 20 24 Documento de texto 32 KB BsF COMPLETA xls 10 06 2012 20 35 Hoja de c lculo de Microsoft Excel 9 965 KB ES alu txt 10 06 2012 20 37 Documento de texto 1 KB ALUg bmp 05 01 2008 16 00 Archivo BMP 7 KB bus bmp 23 03 2008 10 26 Archivo BMP 149 KB y codigo instr txt 05 02 2008 23 18 Documento de texto 1 KB Lj contador txt 28 04 2012 23 58 Documento de texto 1 KB CONTROL STORE 15 xls 10 06
15. alo 2 Mpe an MS PES 510 pa 9 sz 31 E j MES maj 7 zm Fm AS Semp 7 Bus DATOS Bus CONTROL Figura A12 Buses de datos direcciones y control Je 5 E c f 44 amp br Bus DATOS mo DE EE sii eu m EH HE EA MESA UE a 4 8 2 Hira E IAE I lle KTTS K T TK La je UCI TD3 Figura A13 Memoria principal Manual de usuario P gina 16 de 18 3 Multimedia Logic micropro15gi AE E File Edit Set Draw Simulate View Window Help E amp Controlador de Bus DATOS UM Soes XN IM M PIAR M L ILI 3 PEREPERE SIR 181812181818 Vw 747 1 A m l gica de desarrollo EN a Bus CONTROL E DD TY tg ES an 1 us DIRECCIONES 2 m micropro42 ic File Edit Set Draw Simulate View Window Help 4 amp Multimedia micropro15 lg Dispositivo de 10 Bus DATOS B6
16. f 02 INC A incrementa el registro A 97 02 INCA incrementa el registro A 10 02 INC A incrementa el registro A 11 02 INC A incrementa el registro A 12 02 INC A incrementa el registro A 137 01 incrementa el contador de programa 147 01 NOP incrementa el contador de programa 157 01 incrementa el contador de programa 16 01 NOP incrementa el contador de programa 17 00 RESET inicializa todos los registros a cero y reinicia el programa Programa demo Oprimir la flecha verde para iniciar el simulador Luego oprimir el pulsador STOP para preparar el circuito La p gina inicial debe quedar como muestra la figura Al Ahora oprimir START Se debe o r un pitido cada 2 s y deben ir cambiando los registros El programa se repite indefinidamente Se puede avanzar paso a paso de microprograma con STEP UCI TD3 Manual de usuario P gina 7 de 18 En la primera p gina se representa la unidad de control UC y la memoria de programa En las p ginas siguientes est n los circuitos detallados de cada uno de los bloques que componen la UC en las Figuras Al hasta 15 Multimedia Logic micropro15 Ig a File Edit Set Draw Simulate View Window Help elx Da gt Ema A UNIDAD DE CONTROL MICROPROGRAMADA UC1 TD3 PE z i 3 12 d L bras jesdhss as faas apodo YAA a 1 4 J
17. has been installed on your computer Click Finish to dose this wizard Visitthe site for the latest news lt Back Finish Cancel a Una vez ejecutado el instalador los archivos quedan en C Program FilesWMMultimedia Multimedia Logic o Logic S1 lo desea puede crear un acceso directo en el escritorio Ejecutando el simulador por primera vez La pantalla inicial es la siguiente 5 Multimedia Logic Logici Con este icono flecha File Edit Set Draw Simulate View window Help puede arrastrar cualquier gt amp amp componente sobre el plano ifiLogicl sin que se desconecte m J Para practicar Ud puede dise ar un circuito muy simple encender un LED En Palette tiene los componentes predise ados Con el mouse haga click en el primer icono de la cuarta fila switch y luego haga click en el centro de la hoja en blanco Apareci una llave Ahora haga click en el tercero de la tercera fila led y nuevamente click en la hoja al lado de la llave Ahora seleccione el segundo de la primera fila cable y haga click en el punto negro de la llave y sin soltar el bot n del mouse dibuje el cable hasta el punto negro del led Ya est UCI TD3 Manual de usuario P gina 3 de 18 File Edi Set Draw Simulate view Windo E Multimedia Logic Logici lota Help i simulaci n 1 X Be ES E 44 AN Ahora oprima la flecha verde de iniciar simul
18. ou dose all other applications before starting Setup This will make it possible to update relevant system files without having to reboot your computer Click Next to continue Oprimir Next aceptar la licencia y aparece el cuadro de di logo de la carpeta donde se instalar E 5 7 Multimedia Logic 1 6 1 Setu Wi am nc B Choose Install Location Choose the folder in which to install Multimedia Logic 1 6 1 Setup will install Multimedia Logic 1 6 1 in the following folder To install in a different folder dick Browse and select another folder Click Next to continue Destination Folder I Program Files Multimedia Logic Space required 1 7MB Space available 4 8GB Nullsoft Install System vz 46 UCI TD3 Manual de usuario P gina 2 de 18 Por defecto se instala en C Program Files Multimedia Logic A menos que por alg n motivo especial desee elegir otra carpeta oprima Next a pu Choose Start Menu Folder Choose Start Menu folder for the Multimedia Logic 1 6 1 shortcuts Select the Start Menu folder in which you would like to create the program s shortcuts You can also enter a name to create a new folder Multimedia Logic Comprobando que la carpeta de programas del men inicio de Windows es correcta oprima Install 2 _ pum Multimedia Logic 1 6 1 Setup Completing the Multimedia Logic 1 6 1 Setup Wizard Multimedia Logic 1 6 1
19. rchivo CONTROL STORE 15 xls Para dar por finalizado el microprograma de una determinada instrucci n se debe poner 0001 en los bits de TEST de la micropalabra UCI TD3 Manual de usuario P gina 10 de 18 E Multimedia Logic micropro15 lg File Edit Set Draw Simulate View Window Help T Da amp 3 8 lt m 1 zi p PEE a E z Y SIT deem 4 ze o D a i E INNEN wA es ame E a m E ES E meno man hied A eee mI d e xxm 2m NN ss e D HER gt MPCCLR e CHI A pea ii DHA LI ECL E e FL dio o AE o z m z 2 e s N 7 AR g le v v C digos de test de los Flags pa 5 0010 e No Test E e 7m m gt Set Flags m m c Figura aA2 Reloj y secuenciador E File Edit Set Draw Simulate View Window Help Dag 4 amp Contador de programa Figura Contador de programa y registro de instrucci n UCI TD3 Manual de usuario P gina 11 de 18 Fr Multimedia Logic 15 19 li 2 File Edit Set Draw Simulate View Window Help alx D SW eela
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