Implementação e Simulação do Processador MIPS com a ALU reconfigurável dinamica...

• Author(s): Iouliia Skliarova ; António B. Ferrari
• Date: 2013
• Origin: Electrónica e Telecomunicações
• Subject(s): processador MIPS; ALU; computação reconfigurável; FPGAs; processador MIPS; ALU; computação reconfigurável; FPGAs
• Document Type: Article
• Language: Portuguese

Description

This article describes a set of simulation tools for processors implementing subsets of the MIPS architecture. The design environment that has been created allows the user to write simple assembly language programs and to visualize their execution in terms of the processor's internal structure, i.e. of the control signals generated with the flow of time, ALU operation results and contents of registers. Processors with different structures, although implementing the same set of instructions, have been investigated. They allow to contrast the complexity and performance of different realizations.A microprogrammed version of the processor allows to addnew instructions by writing microprograms that implement those instructions.Additionally, and as an experiment in the design of reconfigurable function units, two different implementations of an ALU for the MIPS datapath, have been designed using a dynamically reconfigurable FPGA of the XC6200 family. Este artigo descreve um ambiente de simulaçãointegrado para a arquitectura MIPS que permite aoutilizador escrever programas simples em assembly evisualizar a sua execução em termos da estrutura interna deum processador que implementa a arquitectura em causa.Processadores com estruturas diferentes, emboraimplementando o mesmo subconjunto de instruções MIPS,foram considerados. Foi feita a sua descrição em VHDL e arespectiva simulação utilizando o ambiente V-System, o quepermite visualizar o funcionamento interno do processador,isto é, os sinais de controlo gerados ao longo do tempo, osresultados das operações da ALU e o conteúdo dos registos.A implementação microprogramada do processadorpermite ainda a extensão do sub-conjunto de instruçõessuportado através da adição de novas instruções, oferecendoao utilizador um interface amigável para a escrita demicroprogramas que as implementem.Por fim, e no contexto da computação reconfigurável,descrevem-se duas implementações alternativas de uma ALU para o processador MIPS com base em FPGAsreconfiguráveis dinamicamente da família XC6200.