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Parte 6 – Simulação e Prototipação de Processadores e Entrada e Saída LABORG 11/junho/2012 Ney Laert Vilar Calazans.

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1 Parte 6 – Simulação e Prototipação de Processadores e Entrada e Saída LABORG 11/junho/2012 Ney Laert Vilar Calazans

2 2 César Marcon / Ney Calazans Sumário Introdução TRABALHO A FAZER A ENTREGAR

3 3 César Marcon / Ney Calazans Sumário Introdução TRABALHO A FAZER A ENTREGAR

4 4 César Marcon / Ney Calazans Introdução Neste trabalho deve-se simular e prototipar um processador na plataforma Digilent, empregando o esquema rudimentar que provê possibilidade de verificar o resultado da execução de programas por este processador em hardware. Disponibiliza-se uma implementação funcional simulável e prototipável de um sistema processador+memórias, baseado na arquitetura MR4, um subconjunto da arquitetura MIPS Esta arquitetura e uma organização para a mesma estão descritas no documento disponível no vínculo (link): 4.pdf 4.pdf O primeiro passo é simular o sistema MR4+memórias, o que deve ser realizado seguindo o processo descrito em te6_Simulacao_MIPSmulti_c_BRAMs_e_Exercicios.doc. te6_Simulacao_MIPSmulti_c_BRAMs_e_Exercicios.doc

5 5 César Marcon / Ney Calazans Introdução Acima mostra-se o diagrama de blocos do sistema MR4+memórias. Após conseguir simular este deve-se prototipá-lo. Deve-se elaborar um controlador externo que instancie o sistema e seja capaz de mostrar os resultados nos recursos da placa, após a finalização da execução do programa.

6 6 César Marcon / Ney Calazans Sumário Introdução TRABALHO A FAZER A ENTREGAR

7 7 César Marcon / Ney Calazans TRABALHO A FAZER (1) 1.Primeiro, realizar a simulação seguindo o processo descrito no documento arte6_Simulacao_MIPSmulti_c_BRAMs_e_Exercicios.doc. arte6_Simulacao_MIPSmulti_c_BRAMs_e_Exercicios.doc

8 8 César Marcon / Ney Calazans TRABALHO A FAZER (2) 2.A seguir as tarefas de prototipação: planejar e implementar em VHDL o controlador. Algumas observações relevantes: –Imediatamente após prototipar o hardware, devido ao tamanho típico dos programas que usamos, e à frequência de operação do processador, o programa já executou e terminou alguns microssegundos após a prototipação. –O conceito de término deve ser obtido tipicamente colocando o processador em um laço eterno do tipo aqui: j aqui após concluir a execução do programa, para evitar alterações incorretas de registradores ou posições da memória de dados. –O controlador DEVE ser simulado junto com a MR4 completa, criando um novo testbench, antes de qualquer tentativa de prototipação. –Antes de elaborar o controlador estudar e definir a interface do sistema com o usuário (em termos de sinais, leds, chaves de mostradores da placa)

9 9 César Marcon / Ney Calazans TRABALHO A FAZER (3) 3.A alteração do hardware do sistema deve permitir ao software realizar uma operação de saída (mapeada em memória) que gere a indicação de fim de execução para o mundo externo. Como isto pode ser feito? 4.A funcionalidade do controlador externo deve permitir ao usuário: –Ler conteúdos da memória de dados byte a byte, a partir da primeira posição desta –Comandar o processador para deixar de fazer acesso à memória de dados (através do sinal sel_CPU)

10 10 César Marcon / Ney Calazans TRABALHO A FAZER (3) 5.Prototipar o sistema completo: –Não esquecer de dar a devida atenção à definição da interface do FPGA com o mundo externo, através da especificação do arquivo UCF. –Selecionar a frequência de operação correta na placa.

11 11 César Marcon / Ney Calazans Sumário Introdução Processos em VHDL TRABALHO A FAZER A ENTREGAR

12 12 César Marcon / Ney Calazans A ENTREGAR – T6 Para este trabalho, deve-se entregar: 1.Todos os itens citados na Seção A FAZER e A ENTREGAR do documento de apoio ao processo de simulação 2.O projeto ISE completo do protótipo gerado 3.Uma documentação descrevendo a estrutura da alteração realizada e do controlador implementado, bem como do programa executado no protótipo 4.Deve-se mostrar a operação do projeto em uma plataforma de prototipação ao professor em alguma aula


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