Đang tải... (xem toàn văn)
Phần mềm mô phỏng vi xử lý PCSpim emu8086
Phần mềm mô phỏng VXL PCSpim – Emu8086 Gi ng viên: Nguy n Thành Kiênả ễ B môn K thu t máy tínhộ ỹ ậ Khoa Công ngh thông tin – ĐHBK HNệ 2 Nội dung trình bày I. PCSpim. 1. Kiến trúc MIPS 2. Phần mềm PCSpim II. Emu8086. 3 Nội dung trình bày I. PCSpim. 1. Kiến trúc MIPS 2. Phần mềm PCSpim II. Emu8086. 4 Nội dung trình bày I. PCSpim. 1. Kiến trúc MIPS 1.1. Lịch sử kiến trúc VXL 1.2. Lịch sử dòng xử lý MIPS 1.3. Kiến trúc MIPS . Kiến trúc tập thanh ghi . Kiến trúc tập lệnh 1.4. Hazards 2. Phần mềm PCSpim II. Emu8086. 5 1.1. Lịch sử kiến trúc VXL 1980: CISC – Complex Instruction Set Computer Tối thiểu hóa bộ nhớ lưu trữ lệnh bằng cách tăng tính phức tạp. Thực hiện nhiều lệnh bậc cao hơn là chỉ thực hiện 1 thao tác. Các lệnh thường có toán hạng trực tiếp từ bộ nhớ. Có nhiều chế độ đánh địa chỉ khác nhau. Thực hiện với cơ chế vi mã. Các bộ VXL CISC: Digital VAX, Motorola MC 68000, Intel 8086, Pentium. 6 1.1. Lịch sử kiến trúc VXL 1990: RISC – Reduced Instruction Set Computer Vấn đề: dung lượng bộ nhớ tăng nhanh, tốc độ VXL chưa cao đủ đáp ứng trao đổi dữ liệu Giải pháp: Sử dụng nhiều thanh ghi cho kết quả trực tiếp và biến chương trình. Sử dụng bộ nhớ cached để tăng tốc truy cập bộ nhớ liên tiếp. Sử dụng kiến trúc Pipeline Tập lệnh đơn giản. Các bộ VXL RISC: MIPS, Sun SPARC. 7 Giới thiệu chung MIPS Microprocessor w/out Interlocked Pipeline Stage là thiết kế bộ xử lý RISC 32/64 bit của hãng MIPS Technology Cuối thập niên 90, kiến trúc MIPS chiếm hơn 30% thị trường RISC. Kiến trúc MIPS được sử dụng rộng rãi trong các hệ nhúng, các thiết bị chạy hệ điều hành Windows CE, Cisco router và các thiết bị chơi game như Nintendo 64, Sony PlayStation, PlayStation 2. 8 1.2. Lịch sử dòng xử lý MIPS Năm 1981, một nhóm tại đại học Standford do John L.Hennessy đứng đầu đã đưa ra những thiết kế đầu tiên mở đầu cho những thế hệ XL MIPS Năm 1984, Hennessy đã rời đại học Standford ra ngoài thành lập công ty MIPS Computer System Năm 1985, ra phiên bản MIPS đầu tiên R2000 9 1.2. Lịch sử dòng xử lý MIPS Sau đó, các dòng XL MIPS liên tục được cải tiến và nâng cấp. Dòng mới nhất hiện nay là MIPS R16000, đạt tốc độ 800MHz, 64KB cache lệnh, 64KB cache dữ liệu 10 1.3. Kiến trúc MIPS 1.3.1. Tập thanh ghi MIPS R3000 1.3.2. Tập lệnh MIPS R3000 [...]... & control hazard Forwarding 27 Nội dung trình bày I PCSpim 1 Kiến trúc MIPS 2 Phần mềm PCSpim II Emu8086 28 2 Phần mềm PCSpim Tổng quan về Spim Đặc điểm Spim Giao diện PCSpim Các thao tác với PCSpim Cấu trúc chương trình PCSpim Demo 29 Giới thiệu chung về Spim(MIPS) Spim là bộ phần mềm mã nguồn mở, mô phỏng hoạt động của kiến trúc xử lý MIPS 32bit R2000/R3000 Do giáo sư James Larus khoa... được coi là chú thích và được bỏ qua khi dịch mã nguồn 34 Cấu trúc chương trình PCSpim data (Khai báo hằng và biến.) text globl main main: li $v0, 10 syscall # Main (must be global) (Bắt đầu chương trình.) # Syscall to exit Cấu trúc chương trình PCSpim 35 Nội dung trình bày I PCSpim 1 Phần mềm PCSpim 2 Bộ xử lý MIPS II Emu8086 36 ... phần mềm PCSpim Vùng thanh ghi trong CPU và FDU Lệnh: đ/c + mã lệnh + lệnh gợi nhớ Bộ nhớ chương trình + Stack Thông báo của PCSpim Cửa sổ chính Cửa sổ Console đầu hiển thị ra của bộ XL 32 Các thao tác với PCSpim Load mã assembly (*.s) Mô phỏng hoạt động Chế độ debug Chạy từng lệnh Chạy N lệnh Chạy chương trình Breakpoint Cho phép xem giá trị các thanh ghi 33 Cấu trúc chương trình PCSpim. .. terminal đơn giản PCSpim: thao tác trên cửa sổ đồ họa của Windows (PCSpim 7.2.1 - Windows XP) 30 Đặc điểm của Spim Cho phép đọc và thực thi các mã chương trình vi t bằng ngôn ngữ Assembly cho các bộ xử lý MIPS32 Cung cấp trình gỡ lỗi Cung cấp 1 tập các dịch vụ tối thiểu của 1 hệ điều hành (system call) Hỗ trợ tốt cho nghiên cứu hoạt động mô phỏng 1 bộ VXL Được sử dụng làm thực hành cho môn KTMT ở rất... thanh ghi 33 Cấu trúc chương trình PCSpim File mã nguồn assembly là các file text có chứa phần khai báo dữ liệu và mã chương trình Các khai báo dữ liệu: Mã chương trình Được đặt trong phần chương trình với khai báo data Dùng để khai báo tên các biến sử dụng trong chương trình Được đặt trong phần chương trình với khai báo text Chứa mã lệnh của chương trình Điểm bắt đầu đặt tại nhãn... hiện lệnh: Lệnh thật Lệnh giả 13 1.3.2.Tập Các Các Các Các Các Các lệnh lệnh lệnh lệnh lệnh lệnh lệnh MIPS R3000 số học và logic so sánh rẽ nhánh và nhảy nạp, lưu và di chuyển dữ liệu xử lý ngoại lệ đối với dấu phảy động 14 Các lệnh số học và logic 15 Các lệnh so sánh 16 Các lệnh rẽ nhánh có đkiện 17 Các lệnh thao tác hằng số 18 Các lệnh nhảy 19 Các lệnh chuyển DL 20 Các lệnh nhân chia... chưa được ghi vào thanh ghi khi giải mã lệnh thứ hai >> Giá trị $t1 sẽ không như mong muốn 24 1.4 Hazards Các loại Hazard: Structure hazard: Một số thao tác không thể được kết hợp với nhau do vấn đề phần cứng Data hazard: Kết quả của một phép toán cần dùng đến một kết quả trước đó nhưng chưa sẵn sàng Control hazard: Một lệnh rẽ nhánh được thực thi với trễ 25 1.4 Hazards Các loại Data hazard:... thanh ghi đầu tiên là hằng số 0 32 thanh ghi dấu phẩy động: $f0,$f1,…,$f31 (dùng thành cặp để biểu diễn số có thực độ chính xác kép) Hai thanh ghi đặc biệt LO và HI - lưu trữ kết quả của phép nhân/chia Vi c truy nhập nội dung các thanh ghi này sử dụng các câu lệnh đặc biệt VD: mflo, mfhi 11 1.3.1.Tập thanh ghi MIPS R3000 Tên Số Ý nghĩa $zero $0 Hằng số 0 $at $1 Assembler Temporary $v0-$v1 $2-$3 Giá trị . Phần mềm mô phỏng VXL PCSpim – Emu8086 Gi ng vi n: Nguy n Thành Kiênả ễ B môn K thu t máy tínhộ ỹ ậ Khoa Công ngh thông tin – ĐHBK. HNệ 2 Nội dung trình bày I. PCSpim. 1. Kiến trúc MIPS 2. Phần mềm PCSpim II. Emu8086. 3 Nội dung trình bày I. PCSpim. 1. Kiến trúc MIPS 2. Phần mềm PCSpim II. Emu8086. 4 Nội dung trình bày I. PCSpim. 1 1.1. Lịch sử kiến trúc VXL 1.2. Lịch sử dòng xử lý MIPS 1.3. Kiến trúc MIPS . Kiến trúc tập thanh ghi . Kiến trúc tập lệnh 1.4. Hazards 2. Phần mềm PCSpim II. Emu8086. 5 1.1. Lịch sử kiến