Clase 9 - Programabilidad - Instrucciones y Assembly

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Unformatted text preview: Pontificia Universidad Cat´olica de Chile Escuela de Ingenier´ ıa Departamento de Ciencia de la Computaci´on IIC2343 Arquitectura de Computadores Segundo Semestre 2010 Clase 9: Programabilidad - Instrucciones y Assembly c circlecopyrt Alejandro Echeverr´ ıa 1. Motivaci´on Al agregarle a un m´ aquina de c´ alculo la capacidad de ser programable nos estamos aproximando a completar un dise˜no de un computador b´asico. Debemos, sin embargo, agregar m´ as elementos para aumentar las instrucciones posibles en la m´ aquina, y tambi´ en generar abstracciones de alto nivel que nos permitan programar de manera m´ as simple el computador. 2. Operaciones con literales Un primer elemento que se debe agregar a la m´ aquina programable es la capacidad de operar con literales . Un literal se refiere a un valor num´ erico que se define explicitamente. Por ejemplo la instrucci´on A = A + 5 involucra la suma del registro A con un literal, en este caso 5. La instrucci´on A = A + B en cambio no tiene literales en sus operandos. Dado que el valor del literal que se incluir´a en una instrucci´on, por ejemplo A = A + Literal es variable y debe ser entregado de forma expl´ ıcita, se debe incluir el valor como parte de la instrucci´ on . De esta manera las instrucciones quedar´ an compuestas ahora por dos partes: las se˜nales de control que indican la operaci´on y los par´ ametros asociados a esta operaci´on. Para incluir los par´ ametros en la instrucci´on debemos extender el tama˜no de las palabras de la memoria de instrucciones, idealmente agregando n bits, donde n es el tama˜no de los registros de operaci´on. Adem´ as de extender la memoria de instrucciones, para realizar una operaci´on del tipo A = A + Literal es necesario permitir seleccionar el segundo operando de la operaci´on, para lo cual se agrega un multiplexor, como se observa en la figura 1, y por tanto una nuevaa se˜nales de control. Para permitir una mayor capacidad en las operaciones y en los valores de los literales, los registros y la ALU ahora ser´ an de 8 bits, y por tanto la memoria ROM ser´ a extendida para contener 8 bits m´ as correspondiente al literal, y 1 bit m´ as correspondiente a la se˜nal de control de selecci´ on del multiplexor. 1 uU¡ ¢ ¢£¤ ¢ ¥ ¦ uU§¨©ª « « u¬­ ®¯ª¯ °¨ª ¢±±²U§§ ³´ £ £ uU¡ ¥ « ­¨µ ¥ « « « ¦ Figura 1: Computador con operaciones con literales. Con estas modificaciones podemos realizar todas las operaciones de la ALU tanto entre los registros A y B como entre el registro A y el literal que venga de par´ ametro. Sin embargo, una capacidad importante que falta es poder cargar literales directamente en los registros. Para lograr esto aprovecharemos el a40a40 truco a41a41 aritm´ etico de sumarle cero a un valor para no modificarlo. De esta forma cargar el registros A corresponder´ a a la operaci´on A = 0+ Lit y cargar el registro B corresponder´ a a B = 0+ Lit . Adicionalmente podemos ocupar....
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