Processador nanopcs-1
|
|
- Rafaela Benke Stachinski
- 7 Há anos
- Visualizações:
Transcrição
1 Processador nanopcs-1 E.T.M./2002 (adaptação) E.T.M./2003 (revisão) E.T.M./200 (revisão) E.T.M./2006 (revisão) RESUMO Esta experiência tem por objetivo o projeto do núcleo de um pequeno processador responsável pela execução de operações aritméticas e lógicas e de transferência de dados entre registradores. A parte experimental inclui o projeto, montagem, teste, depuração e documentação de um circuito baseado em componentes diversos, como ULA, RAM e registradores tri-state, onde a seqüência de operações é armazenada na memória de programa e depois executada pela ULA e os dados são deslocados através dos registradores. 1. PARTE TEÓRICA 1.1. Estrutura Básica de um Processador A organização interna de um processador é composta basicamente como um conjunto de registradores, vias de dados e unidades funcionais. A figura 1.1 abaixo ilustra um diagrama da estrutura interna do processador 8080 da Intel. O núcleo básico do 8080 foi usado como base de microcontroladores como o 808 e o O microcontrolador 8051 sobrevive até os dias de hoje, sendo agora comercializado por diversos fornecedores como a Phillips, Atmel, Siemens, entre outros. Via de Dados Externa D7- D0 Registrador de Dados de Saída Via de Dados Interna (8) Acumulador (8) Reg. Temp. (8) Reg. Instruções Mux Reg. Acum. (8) Flags Flip-Flops (5) Unidade Lógica...Aritmética ULA (8) Decodificador de Instrução Seletor de Regs Reg Temp Reg Temp W (8) Z (8) Reg B (8) Reg C (8) Reg D (8) Reg H (8) Reg E (8) Reg L (8) Ponteiro de Pilha (16) Contador Instruções (16) Increm/Decrem Endereços Ajuste Decimal Memória Local Alimentação +12 V +15 V -5 V GND Controle Controle Controle Write via de dados interrupção hold WR DBIN INTE INT HOLD HOLD ACK Unidade de Controle Controle Sync wait Clock WAIT READY SYNC Φ Φ 1 2 RESET Registrador de Endereços (16) Via de Endereços A15-A0 Figura 1.1 Diagrama de Blocos do microprocessador Intel (fonte: apostila Microprocessadores I do Laboratório Digital) Processador nanopcs-1 (2006) 1
2 A memória local do microprocessador 8080 é constituída de um conjunto de registradores temporários, de uso geral, ponteiro de pilha (SP) e contador de instrução (PC). Os registradores de uso geral (B, C, D, E, H e L) são endereçáveis diretamente por instruções de programa e podem ser utilizados aos pares (registradores de 16 bits) ou isoladamente (registradores de 8 bits). Os registradores temporários são utilizados pela unidade de controle e não são acessíveis pelo programador. O ponteiro de pilha define, no começo do programa, o início da pilha. O contador de instrução é automaticamente incrementado, através do acionamento do circuito de incremento/decremento, durante cada fase de busca de instrução, e indica o endereço da próxima instrução a ser executada. A comunicação entre a memória local e a via interna de dados é feita através do multiplexador, em blocos de 8 bits. A via externa de dados é acessada através do registrador de dados de saída. O registrador possui excitadores que operam em três modos: desligado (a via externa fica isolada da interna); saída (os dados existentes na via interna são colocados na externa); e entrada (os dados da via externa são colocados na via interna, de acordo com a operação que está sendo executada). As operações lógicas e aritméticas são realizadas pela ULA, que tem como entradas os registradores Reg. Temp., Reg. Acum. e o Flag (vai-um). As instruções aritméticas são realizadas com o Acumulador. O registrador Flags, constituído dos bits zero, vai-um, sinal, paridade e vai-um auxiliar, é atualizado por instruções aritméticas e lógicas, conforme o resultado da operação. A Unidade de Controle, em função do código da operação e tendo como referência sinais de relógio, fornece os sinais de controle do fluxo de dados (interno), além de gerar os sinais para controle externo. Desde a década de 70, quando os microprocessadores foram introduzidos ao mercado pela Intel com o lançamento do 00, os microprocessadores tem evoluído muito. Processadores mais modernos apresentam uma organização interna mais sofisticada, porém a estrutura básica é praticamente a mesma. A figura 1.2 mostra o diagrama de blocos do processador Athlon da AMD. Novos elementos estão presentes, que foram sendo embutidos, como por exemplo, memórias cache, unidades de ponto flutuante, pipeline para execução de instruções, TLB, entre outros. Figura 1.2 Diagrama de blocos do microprocessador AMD Athlon. fonte: (AMD, 2000) Novos processadores introduzidos no mercado recentemente incluem novas características visando aumentar o desempenho de processamento e reduzir o consumo de energia. Por exemplo, o processador Core 2 Quad da Intel disponibiliza núcleos no mesmo encapsulamento, permitindo a execução paralela de vários programas ou tarefas. Outras inovações na microarquitetura deste processador incluem, entre outros aspectos, a possibilidade de gerenciar o consumo de energia de partes dos núcleos de execução do processador e desligar a alimentação das partes ociosas (Intel, 2006). Processador nanopcs-1 (2006) 2
3 2. PARTE EXPERIMENTAL O projeto desta experiência será o desenvolvimento do núcleo de um processador, chamado nanopcs-1, que permite a execução de pequenos programas, e é composto por uma ULA, alguns registradores, uma via de dados interna e uma memória de programa Especificação do Núcleo do Processador O núcleo do processador nanopcs-1 é apresentado na figura 2.1 abaixo. Ele é composto por uma ULA de bits, uma memória de programa de 16 palavras de 8 bits, seis registradores (REM, REG.ULA, RV, REG.R0, REG.R1 e REG.R2) e uma via de dados interna. INCR DADO EXTERNO (CHAVES) LIMPA REM DADO (CHAVES) 8 MEMÓRIA LEDs OPER_ULA B ULA A VAI-UM COPIA.ULA RV LED GRAVA COPIA.ULA COLOCA.ULA REG.ULA COPIA.R0 REG.R0 VIA TRI-STATE COPIA.R2 COLOCA.R2 REG.R2 COPIA.R1 COLOCA.R1 REG.R1 Figura 2.1. Fluxo de Dados do processador nanopcs-1. A memória de programa armazena um conjunto de bytes de dados contendo códigos de instruções para serem executados pelo processador. O formato das instruções será detalhado mais a seguir. A memória é endereçada pelo registrador REM (registrador de endereço de memória), que indica qual instrução está sendo executado em um dado momento. A primeira instrução de um programa deve estar no endereço 0 (ZERO) da memória de programa. A instrução é enviada para a unidade de controle, que gera sinais de controle para a ULA e para os registradores. A ULA executa a operação codificada pelo sinal de controle OPER_ULA de 6 bits e tem como entradas o dado externo proveniente das chaves e o registrador REG.R0. O resultado deve ser armazenado pelo registrador REG.ULA e pelo flip-flop RV (registrador de vai-um). O conteúdo dos registradores REG.ULA, REG.R1 e REG.R2 podem ser movimentados através da via de dados interna do processador. Quando um dado for selecionado para processamento, este deve ser copiado para o registrador REG.R0 antes da execução da operação pela ULA Detalhamento dos Sinais de Controle A figura 2.1 mostra, além dos principais componentes do fluxo de dados, alguns sinais de controle. Estes sinais devem ser gerados pela unidade de controle. A tabela 2.1 abaixo apresenta uma breve descrição destes sinais. Processador nanopcs-1 (2006) 3
4 Tabela 2.1 Principais sinais de controle do processador nanopcs-1. componente sinal de controle descrição REM INCR Incrementa valor do registrador. LIMPA Zera valor do registrador. MEMORIA GRAVA Seleciona operação de gravação dos dados de entrada. RV COPIA.ULA Aciona armazenamento do bit de vai-um. REG.ULA COPIA.ULA Aciona armazenamento da saída da ULA. COLOCA.ULA Habilita saída do registrador para colocar dado na via tri-state. REG.R0 COPIA.R0 Copia dado da via tri-state. REG.R1 COPIA.R1 Copia dado da via tri-state. COLOCA.R1 Habilita saída do registrador para colocar dado na via tri-state. REG.R2 COPIA.R2 Copia dado da via tri-state. COLOCA.R2 Habilita saída do registrador para colocar dado na via tri-state. ULA OPER_ULA Código de operação da ULA Modos de Operação do Processador O núcleo do processador tem dois modos de operação, descritos a seguir: i) Modo Programação : este modo de operação permite a carga de um "programa" na memória de programa, que comandará a seqüência de operações que se quer executar. Deve-se utilizar: 7 chaves (CH0 a CH6) para a entrada do conteúdo da memória (observar que o bit 6 da palavra de memória não é usada na codificação das instruções); 1 botão (B1) para gerar o sinal INCR, que tem como função incrementar o Registrador de Endereços da Memória (REM); 1 botão (B2) para gerar o sinal GRAVA, que força o armazenamento do conteúdo das chaves na memória. ii) Modo "Execução": neste modo de operação, o processador deve executar a seqüência de operações dada pelo conteúdo da memória de programas. Deve-se utilizar: chaves (CH0 a CH3) para a entrada de dados externa; 1 botão (B1) para comandar a execução de uma "instrução", gerando os sinais adequados ao FD do processador e também o sinal INCR (para incrementar o registrador REM); 1 botão (B2) para gerar o sinal LIMPA, que tem como função zerar o REM. Este botão só deverá ser utilizado em caso de erro ou reinício de execução de programa. O Modo de Operação deve ser determinado por meio da chave CH7 (0=Programação e 1=Execução). Assim, para se executar um "programa", deve-se seguir o seguinte procedimento: a) Colocar o circuito em modo "Programação" e armazenar o "programa" na memória de programa; b) Acertar a chave CH7 para colocar o circuito em modo "Execução" e limpar o REM, acionando o botão B2; c) Executar, passo a passo, as "instruções", colocando nas chaves o dado de entrada a ser manipulado e apertando o botão de execução (B1). Os resultados intermediários deverão ser acompanhados através dos leds e displays Formato das Instruções Cada instrução do processador nanopcs-1 tem 8 bits de largura e estão contidas na memória de programa do circuito. O conjunto de instruções pode ser dividido em dois grupos: i) Instruções aritméticas e lógicas: cada instrução deste grupo tem o bit mais significativo igual a 0 e os 6 bits menos significativos determinam a operação a ser executada pela ULA (através dos pinos S0, S1, S2, S3, M e Cn). O formato destas instruções é o seguinte: Processador nanopcs-1 (2006)
5 M C n S 3 S 2 S 1 S 0 Os bits 0 a 5 são usados conforme o funcionamento da ULA selecionada para o projeto. O sinal significa que o bit 6 não é usado e não deve ser considerado (em inglês, don t care ). A tabela 2.2 abaixo especifica algumas instruções a serem projetadas. Tabela 2.2. Instruções aritméticas e lógicas do processador nanopcs-1. Instrução Descrição SOMA resultado = A + B SUBTRAI resultado = A - B ZERA resultado = 0 ENTRA_DADO resultado = B E_LOG resultado = A AND B OU_LOG resultado = A OR B NAO_LOG resultado = Α OU_EXCL resultado = A XOR B ii) Instruções de transferência de dados entre registradores: cada instrução deste grupo tem o bit mais significativo igual a 1. Os registradores de origem e de destino para a transferência dos dados são especificados pelos quatro bits menos significativos, seguindo o formato abaixo Reg. origem Reg. destino Os bits 2 e 3 identificam o registrador origem da transferência, ou seja, aquele que colocará os dados na via tri-state para ser copiado pelo destino. Os bits 0 e 1 identificam o registrador que receberá os dados. Os registradores são identificados pela seguinte codificação (tabela 2.3). Tabela 2.3 Codificação dos registradores. Identificação Reg. origem Reg. destino 00 Reg. ULA 01 Reg. R0 10 Reg. R1 Reg. R1 11 Reg. R2 Reg. R2 A lógica de controle do circuito deverá receber a palavra de memória de forma a decodificar a instrução a ser executada e gerar os sinais de controle adequados para a ULA, os registradores, e demais componentes do fluxo de dados. Para implementar a via de dados tri-state deverão ser utilizados componentes com saída tri-state. Para tal, sugere-se o uso do registrador 7173 (já estudado na experiência Via de Dados ). Convém mencionar que para a correta transferência dos dados entre os registradores, o registrador de origem deve colocar seu dado na via de dados antes do registrador de destino ser ativado e deve também manter este dado ativo durante toda a transferência. 1 1 Para mais informações consulte a apostila da experiência Via de Dados da disciplina Laboratório Digital I (PCS 2011/2305). Processador nanopcs-1 (2006) 5
6 2.2. Dicas para a Simulação do Projeto no MAX+PLUS II Para a simulação do componente 7189, use o arquivo memoria.gdf disponível na página web do curso, que contém um circuito equivalente. Para a compilação e a simulação do projeto usando este arquivo, usar no MAX+PLUS II um dispositivo da família FLEX10K ao invés da família MAX7000S. Caso o MAX+PLUS II não permita a inserção de pinos de entrada ou pinos de saída diretamente na via tri-state, o grupo deverá procurar uma alternativa para visualizar o estado corrente da via Montagem Experimental e Depuração do Projeto O circuito do núcleo do processador será dividido em dois blocos principais: PARTE I: sistema de memória de programa, composto pelos componentes REM e MEMÓRIA e circuitos relacionados; PARTE II: sistema de execução das instruções, composto pelos componentes ULA, RV, REG. ULA, REG. R0 e REG. R1, e outros circuitos (lógica de controle, etc.). A figura 2.3 apresenta um detalhamento do circuito da parte I. A unidade de controle que gera os sinais para os elementos do sistema de memória de programa deve ser projetada em conjunto com os componentes principais deste módulo. INCR LIMPA REM LEDs DADO (CHAVES) 8 MEMÓRIA 8 nanopcs-1 (Parte II). GRAVA Unidade de Controle da Parte I B1 B2 CH7 Figura 2.3 Detalhamento do circuito da parte I. A figura 2. a seguir apresenta a parte II, incluindo também a unidade de controle respectiva. A montagem do projeto será executada em três etapas: 1. montagem da parte I, usando a placa MAX7-PCS e com o componente discreto 7189 (memória); 2. montagem da parte II na placa MAX7-PCS; 3. integração das duas partes. DICA: Para os testes da parte II, sugere-se usar as chaves CH0 a CH7 para simular a saída do sistema de memória de programa, ao invés de conectar ambas as partes diretamente. Para os sinais de entrada de dados, use como entrada fios ligados ao VCC ou GND. Processador nanopcs-1 (2006) 6
7 DADO EXTERNO (CH0 CH3) B1 B2 CH7 Unidade de Controle da Parte II nanopcs-1 (Parte I) OPER_ULA B ULA A VAI-UM COPIA RV LED COPIA.ULA COLOCA.ULA REG.ULA COPIA.R0 REG.R0 VIA TRI-STATE COPIA.R2 COLOCA.R2 REG.R2 COPIA.R1 COLOCA.R1 REG.R1 Figura 2. Detalhamento do circuito da parte II. PERGUNTAS: 1. Quais testes estão programados para avaliar o correto funcionamento de cada PARTE do circuito do processador nanopcs-1? Explique o objetivo de cada um destes. 2. Como a montagem da parte I será efetuada, considerando-se que serão usados a placa MAX7-PCS e o componente discreto 7189? Descreva os passos planejados. 3. Como o grupo planejou a montagem da parte II?. Que cuidados serão necessários para a integração das partes I e II? 2.. Teste do Funcionamento do Circuito a) Verifique o funcionamento do circuito para várias seqüências de operações simples, variando também os dados de entrada. Explique os testes programados. b) Execute o seguinte programa, acionando adequadamente os botões B1 e B2, a chave CH7 e a entrada de dados externa (CH0-CH3). ENTRA_DADO 5 ; 5 na entrada de dados MOVE reg.ula,reg.r0 ; coloca 5 em R0 MOVE reg.ula,reg.r2 ; guarda 5 também em R2 SOMA 1 ; 5+1=6 MOVE reg.ula,reg.r1 ; guarda 6 em R1 MOVE reg.r1,reg.r0 ; copia 6 em R0 E_LOG 3 ; 6and3=2 MOVE reg.ula,reg.r0 ; display de R0 deve mostrar 2 MOVE reg.r2,reg.r0 ; display de R0 deve mostrar 5 c) Escreva programas para a avaliação das seguintes expressões: i. Y = A B + C ii. Y = ((A AND B) OR NOT(C)) XOR D Verifique os resultados obtidos executando os "programas", para diferentes valores de A, B, C e D. Processador nanopcs-1 (2006) 7
8 ATENÇÃO: Poderá ser solicitada uma modificação no circuito implementado por parte do professor, ao final da apresentação do funcionamento do circuito do processador nanopcs-1. d) OPCIONAL. Implemente a modificação especificado pelo professor no circuito implementado do processador nanopcs Sobre o Planejamento e o Relatório O planejamento deve conter OBRIGATORIAMENTE os seguintes itens: Diagrama de blocos do circuito; Descrição detalhada do funcionamento de cada um dos módulos; Diagrama lógico completo do circuito projetado; Simulações com o MAX+PLUS II para cada uma dos modos de operação do circuito (apresentar as diversas cartas de tempo resultantes); Tabela de códigos binários das instruções do nanopcs-1 descritas na tabela 2.2. Programação dos testes solicitados no item 2., com a explicação de cada instrução. O relatório deverá conter: Os principais eventos (fatos, erros, imprevistos) acontecidos na montagem e depuração de cada parte do circuito e na sua integração; Apresentação dos resultados obtidos na parte experimental; Discussão da realização da experiência; Conclusões. 3. BIBLIOGRAFIA AMD. AMD Athlon Processor x86 Code Optimization Guide Fairchild Semiconductor. TTL Data Book. Mountain View, California, FREGNI, Edson e SARAIVA, Antonio M. Engenharia do Projeto Lógico Digital: Conceitos e Prática. Editora Edgard Blucher Ltda, INTEL. Inside Intel Core Microarchitecture: setting new standards for energy-efficient performance. White Paper PCS/EPUSP. Unidade Lógica e Aritmética. Apostila de Laboratório Digital. Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais, Escola Politécnica da USP PCS/EPUSP. Via de Dados. Apostila de Laboratório Digital. Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais, Escola Politécnica da USP PCS/EPUSP. Microprocessadores I. Apostila de Laboratório Digital. Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais, Escola Politécnica da USP WAKERLY, John F. Digital Design Principles & Practices. 3 rd edition, Prentice Hall, MATERIAL DISPONÍVEL Circuito Integrado TTL: ATENÇÃO: se for necessário usar um outro componente, verifique com antecedência sua disponibilidade com algum técnico do Laboratório Digital. 5. EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS 1 painel de montagens experimentais. 1 fonte de alimentação fixa, 5V ± 5%, A. 1 osciloscópio digital. 1 multímetro digital. 1 gerador de pulsos. 1 computador compatível com IBM-PC. 1 placa MAX7-PCS, com cabo para interface paralela. Programa MAX+PLUS II da Altera. Processador nanopcs-1 (2006) 8
Processador nanopcs-1
Processador nanopcs-1 E.T.M./2002 (adaptação) E.T.M./2003 (revisão) E.T.M./200 (revisão) E.T.M./2006 (revisão) E.T.M./2010 (revisão) E.T.M./2011 (revisão) RESUMO Esta experiência tem por objetivo o projeto
Leia maisProcessador nanopcs-3
Processador nanopcs-3 E.T.M./2011 RESUMO Esta experiência tem por objetivo o projeto do núcleo de um pequeno processador responsável pela execução de operações aritméticas e lógicas e de transferência
Leia maisUnidade Lógica e Aritmética
Unidade Lógica e Aritmética J.L.R.B. e P.S.C./2001 (revisão) E.T.M./2002 (revisão e adaptação) E.T.M./2003 (revisão) E.T.M./2005 (revisão) E.T.M./2008 (revisão) RESUMO Esta experiência tem por objetivo
Leia maisProcessador nanopcs-4
Processador nanopcs-4 E.T.M./2012 RESUMO Esta experiência tem por objetivo o projeto do núcleo de um pequeno processador responsável pela execução de operações aritméticas e lógicas,de transferência de
Leia maisEPUSP PCS 3335 Laboratório Digital A. Um Circuito Digital
Um Circuito Digital Versão 2016 RESUMO Esta experiência tem como objetivo o desenvolvimento de um circuito digital, especificado a partir de um diagrama ASM e um fluxo de dados. A parte prática deve ser
Leia maisUnidade Lógica e Aritmética
Unidade Lógica e Aritmética J.L.R.B. e P.S.C./2001 (revisão) E.T.M./2002 (revisão e adaptação) E.T.M./2003 (revisão) E.T.M./2005 (revisão) E.T.M./2008 (revisão) E.T.M./2011 (revisão) RESUMO Esta experiência
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital CALCULADORA SIMPLES
CALCULADORA SIMPLES E.T.M./23 (revisão e adaptaçào) M.D.M. e E.T.M. (revisão) E.T.M./28 (revisão) RESUMO Esta experiência tem por objetivo a utilização de circuitos integrados de soma binária para o desenvolvimento
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital CALCULADORA SIMPLES
CALCULADORA SIMPLES E.T.M./2003 (revisão e adaptaçào) M.D.M. e E.T.M./2006 (revisão) E.T.M./2008 (revisão) E.T.M./20 (revisão) RESUMO Esta experiência tem por objetivo a utilização de circuitos integrados
Leia maisCALCULADORA SIMPLES COM ULA
CALCULADORA SIMPLES COM ULA Versão 2013 RESUMO 1 Esta experiência tem por objetivo a utilização de circuitos integrados de operações lógicas e aritméticas para o desenvolvimento de circuitos que executam
Leia maisEPUSP PCS 2011 Laboratório Digital I. Uma ULA Simples
Uma ULA Simples Versão 2013 RESUMO Esta experiência tem como objetivo o desenvolvimento do projeto de uma unidade lógica e aritmética simples que realiza quatro operações sobre dados de quatro bits. OBJETIVOS
Leia maisEPUSP PCS 2011 Laboratório Digital I. Uma ULA Simples
Uma ULA Simples Versão 2015 RESUMO Esta experiência tem como objetivo o desenvolvimento do projeto de uma unidade lógica e aritmética simples que realiza quatro operações sobre dados de quatro bits. OBJETIVOS
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital CALCULADORA SIMPLES
CALCULADORA SIMPLES E.T.M./2003 (revisão e adaptação) E.T.M. e M.D.M./2005 (revisão) RESUMO Esta experiência tem por objetivo a utilização de circuitos integrados de soma binária para o desenvolvimento
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital ARITMÉTICA DECIMAL
ARITMÉTICA DECIMAL Versão 2012 RESUMO Nesta experiência será estudado um circuito aritmético de soma e subtração decimal a partir dos somadores binários de 4 bits (por exemplo, o circuito integrado 74283).
Leia maisPainel Luminoso com LEDs
Painel Luminoso com LEDs Versão 2007 RESUMO Esta experiência consiste no projeto e na implementação do circuito de controle de um painel luminoso composto por LEDs (diodos emissores de luz). Através da
Leia maisPainel Luminoso com LEDs
Painel Luminoso com LEDs Edson T. Midorikawa/2006 RESUMO Esta experiência consiste no projeto e na implementação do circuito de controle de um painel luminoso composto por LEDs (diodos emissores de luz).
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital. Frequencímetro
Frequencímetro Versão 2014 RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização com duas classes de componentes: os contadores e os registradores. Para isto, serão apresentados alguns exemplos de
Leia maisCONTROLE DE UM SERVO MOTOR
CONTROLE DE UM SERVO MOTOR Versão 2015 RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização e o projeto de um circuito de controle simples de um servo motor. A parte experimental inclui atividades
Leia maisEPUSP PCS2355 Laboratório Digital SOMADORES DECIMAIS
SOMADORES DECIMAIS Versão 2015 RESUMO Nesta experiência será estudado um circuito aritmético de soma decimal a partir dos somadores binários de 4 bits (por exemplo, o circuito integrado 74283). A parte
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2007 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital. Além de apresentar algumas informações gerais sobre a disciplina, são
Leia maisVerificador de Senhas
Verificador de Senhas Versão 2012 RESUM Esta experiência consiste no projeto e na implementação de um circuito de controle digital para verificação de códigos de segurança. procedimento de operação deste
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2016 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital com o desenvolvimento de uma atividade planejada envolvendo o projeto
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2016 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital com o desenvolvimento de uma atividade planejada envolvendo o projeto
Leia maisSomadores Binários E.T.M./2005 (revisão)
Somadores Binários E.T.M./2005 (revisão) RESUMO Esta experiência tem por objetivo a familiarização com somadores binários, notadamente os paralelos, que realizam a soma simultânea de todos os bits de dois
Leia maisMontagem, testes, depuração e documentação de circuitos digitais
Montagem, testes, depuração e documentação de circuitos digitais Versão 2012 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com técnicas de montagem, teste e depuração de circuitos digitais.
Leia maisBanco de Registradores e ULA
Banco de Registradores e ULA Versão 2015 RESUMO Esta experiência tem como objetivo o desenvolvimento de um banco de registradores contendo 8 registradores de 4 bits cada. Este circuito deve armazenar um
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital SOMADORES DECIMAIS
SOMADORES DECIMAIS Versão 2012 RESUMO Nesta experiência será estudado um circuito aritmético de soma decimal a partir dos somadores binários de 4 bits (por exemplo, o circuito integrado 74283). A parte
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital. Frequencímetro
Frequencímetro Versão 2012 RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização com duas classes de componentes: os contadores e os registradores. Para isto, serão apresentados alguns exemplos de
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital. Freqüencímetro
Freqüencímetro E.T.M./2005 E.T.M./2006 (revisão) RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização com duas classes de componentes: os contadores e os registradores. Para isto, serão apresentados
Leia maisEPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital. Frequencímetro
Frequencímetro E.T.M./2005 E.T.M./2006 (revisão) E.T.M./2011 (revisão) RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização com duas classes de componentes: os contadores e os registradores. Para
Leia maisBanco de Registradores
Banco de Registradores Versão 201 RESUMO Esta experiência tem como objetivo o desenvolvimento de um banco de registradores contendo 8 registradores de bits cada. Este circuito deve armazenar um conjunto
Leia maisEPUSP PCS 2011 Laboratório Digital GERADOR DE SINAIS
GERADOR DE SINAIS Versão 2015 RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização com o problema da conversão de sinais digitalizados em sinais analógicos, o conversor digital-analógico de 8 bits
Leia maisPrimeiro Circuito Digital
Primeiro Circuito Digital Versão 2017 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital com o desenvolvimento de uma atividade planejada envolvendo o projeto de um
Leia maisTodo processador é constituído de circuitos capazes de realizar algumas operações primitivas:
Todo processador é constituído de circuitos capazes de realizar algumas operações primitivas: Somar e subtrair Mover um dado de um local de armazenamento para outro Transferir um dado para um dispositivo
Leia maisSSC510 Arquitetura de Computadores 1ª AULA
SSC510 Arquitetura de Computadores 1ª AULA REVISÃO DE ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Arquitetura X Organização Arquitetura - Atributos de um Sistema Computacional como visto pelo programador, isto é a estrutura
Leia mais2. A influência do tamanho da palavra
1. Introdução O processador é o componente vital do sistema de computação, responsável pela realização das operações de processamento (os cálculos matemáticos etc.) e de controle, durante a execução de
Leia maisUTILIZAÇÃO DE CIRCUITOS BIESTÁVEIS
UTILIZAÇÃO DE CIRCUITOS BIESTÁVEIS Versão 2012 RESUMO Esta experiência tem como principal objetivo ilustrar a utilização de circuitos biestáveis, através do projeto de um circuito de controle das luzes
Leia maisCircuito de Recepção Serial Assíncrona
Circuito de Recepção Serial Assíncrona Versão 2016 RESUMO O objetivo desta experiência é aplicar a metodologia de projeto de circuitos digitais com dispositivos programáveis adotado no Laboratório Digital
Leia mais2. A influência do tamanho da palavra
PROCESSAMENTO 1. Introdução O processador é o componente vital do sistema de computação, responsável pela realização das operações de processamento (os cálculos matemáticos etc.) e de controle, durante
Leia maisUTILIZAÇÃO DE CIRCUITOS BIESTÁVEIS
UTILIZAÇÃO DE CIRCUITOS BIESTÁVEIS E.T.M./2006 E.T.M./2008 (revisão) E.T.M./2011 (revisão) RESUMO Esta experiência tem como principal objetivo ilustrar a utilização de circuitos biestáveis, através do
Leia maisComunicação Serial Assíncrona
Comunicação Serial Assíncrona Versão 2016 RESUMO O objetivo desta experiência é projetar circuitos digitais para comunicação serial de dados (transmissão de dados) com um terminal de dados, utilizando
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2011 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital. Além de apresentar algumas informações gerais sobre a disciplina, são
Leia mais14/3/2016. Prof. Evandro L. L. Rodrigues
SEL 433 APLICAÇÕES DE MICROPROCESSADORES I SEL-433 APLICAÇÕES DE MICROPROCESSADORES I Prof. Evandro L. L. Rodrigues Tópicos do curso Conceitos básicos - Aplicações e utilizações dos microcontroladores
Leia maisCONTROLE PARA SEMÁFOROS DE UM CRUZAMENTO
PARA SEMÁFOROS DE UM CRUZAMENTO Versão 2014 RESUMO Esta experiência tem como principal objetivo ilustrar a utilização de circuitos biestáveis, através do projeto de um circuito de controle das luzes de
Leia maisSEL-433 APLICAÇÕES DE MICROPROCESSADORES I
SEL 433 APLICAÇÕES DE MICROPROCESSADORES I SEL-433 APLICAÇÕES DE MICROPROCESSADORES I Apresentação do curso Critério de avaliação Média final = 0.8 * MP + 0.2 * ME onde MP = (P1 + P2) / 2 e ME = Notas
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2012 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital. Ao final da experiência, os alunos terão conhecimento sobre os procedimentos
Leia maisCONTROLE PARA SEMÁFOROS DE UM CRUZAMENTO
PARA SEMÁFOROS DE UM CRUZAMENTO Versão 2015 RESUMO Esta experiência tem como principal objetivo ilustrar a utilização de circuitos biestáveis, através do projeto de um circuito de controle das luzes de
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2012 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital. Ao final da experiência, os alunos terão conhecimento sobre os procedimentos
Leia maisMultiplicador Binário com Sinal
Multiplicador Binário com Sinal Edson T. Midorikawa/2010 E.T.M./2012 (revisão) RESUMO Nesta experiência será implementado um circuito para multiplicação binária com sinal. Deve ser aplicada a metodologia
Leia maisEPUSP PCS 2011 Laboratório Digital GERADOR DE SINAIS
GERADOR DE SINAIS Versão 2013 RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização com o problema da conversão de sinais digitalizados em sinais analógicos, o conversor digital-analógico de 8 bits
Leia maisEstrutura Básica de um Computador
SEL-0415 Introdução à Organização de Computadores Estrutura Básica de um Computador Aula 2 Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira INTRODUÇÃO n Organização Æ implementação do hardware, componentes, construção
Leia maisEPUSP PCS 3635 Laboratório Digital I. Trena Digital
Trena Digital Versão 2016 RESUMO Esta experiência tem por objetivo desenvolver uma Trena Digital, ou seja, um circuito digital que realiza a medida de distância para um objeto, usando um sensor ultrassônico
Leia maisEPUSP PCS 3335/3635 Laboratório Digital. Circuito em VHDL
Circuito em VHDL Versão 2017 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o desenvolvimento do projeto de um circuito digital simples em VHDL e sintetizado para uma placa de desenvolvimento
Leia maisORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES CAPÍTULO 6: PROCESSADORES. Prof. Juliana Santiago Teixeira
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES CAPÍTULO 6: PROCESSADORES Prof. Juliana Santiago Teixeira julianasteixeira@hotmail.com INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO O processador é o componente vital do sistema de computação, responsável
Leia maisIntrodução ao Projeto de Sistemas Digitais com Dispositivos Programáveis
Introdução ao Projeto de Sistemas Digitais com Dispositivos Programáveis E.T.M./2011 (adaptação) RESUMO Nesta experiência será apresentada uma metodologia estruturada para projeto de sistemas digitais
Leia maisCaracterização de Portas Lógicas
Caracterização de Portas Lógicas Versão 2015 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um estudo dos elementos básicos do nosso universo de trabalho, ou seja, as portas lógicas. Para isto serão efetuados
Leia maisCONTROLE PARA SEMÁFOROS DE UM CRUZAMENTO
PARA SEMÁFOROS DE UM CRUZAMENTO Versão 2013 RESUMO Esta experiência tem como principal objetivo ilustrar a utilização de circuitos biestáveis, através do projeto de um circuito de controle das luzes de
Leia maisSolução Lista de Exercícios Processadores
Solução Lista de Exercícios Processadores Questão 1 A ULA é o dispositivo da CPU que executa operações tais como : Adição Subtração Multiplicação Divisão Incremento Decremento Operação lógica AND Operação
Leia maisMicroprocessadores CPU. Unidade de Controle. Prof. Henrique
Microprocessadores CPU Unidade de Controle Prof. Henrique Roteiro Registradores; Unidade de Controle Níveis de Complexidade Introdução Um sistema microprocessado conta com diversos dispositivos para um
Leia maisIntrodução ao Projeto de Sistemas Digitais com Dispositivos Programáveis
Introdução ao Projeto de Sistemas Digitais com Dispositivos Programáveis Versão 2013 RESUMO Nesta experiência será desenvolvido um projeto de sistema digital em um dispositivo programável (FPGA) com a
Leia maisX Y Z A B C D
29) A seguinte tabela verdade corresponde a um circuito combinatório de três entradas e quatro saídas. Obtenha a tabela de programação para o circuito em um PAL e faça um diagrama semelhante ao apresentado
Leia maisCOMPUTADOR. Adão de Melo Neto
COMPUTADOR Adão de Melo Neto 1 PROGRAMA É um conjunto de instruções LINGUAGEM BINÁRIA INTRODUÇÃO Os caracteres inteligíveis são apenas zero(0) e um (1). É uma linguagem de comunicação dos computadores.
Leia maisEPUSP PCS 2308 Laboratório Digital. Trena Digital
Trena Digital Versão 2014 RESUMO Esta experiência tem por objetivo desenvolver um circuito que realiza a medida de distância para um objeto. A implementação será desenvolvida com o dispositivo programável
Leia maisULA. Combina uma variedade de operações lógicas e matemáticas dentro de uma única unidade.
PROCESSADOR ULA Combina uma variedade de operações lógicas e matemáticas dentro de uma única unidade. ULA Uma ULA típica pode realizar as operações artiméticas: - adição; - subtração; E lógicas: - comparação
Leia maisMicroprocessadores I ELE Aula 7 Conjunto de Instruções do Microprocessador 8085 Desvios
Microprocessadores I ELE 1078 Aula 7 Conjunto de Instruções do Microprocessador 8085 Desvios Grupos de Instruções do 8085 As instruções no 8085 são distribuídas em 5 grupos: 1. Grupo de transferência da
Leia maisUM PROCESSADOR SIMPLES
UM PROCESSADOR SIMPLES Versão 2013 RESUMO Esta experiência tem como objetivo o desenvolvimento do projeto de um núcleo de um processador simples. Na parte experimental este projeto deverá ser sintetizado
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2014 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital. Ao final da experiência, os alunos terão conhecimento sobre os procedimentos
Leia maisDisciplina: Arquitetura de Computadores
Disciplina: Arquitetura de Computadores Estrutura e Funcionamento da CPU Prof a. Carla Katarina de Monteiro Marques UERN Introdução Responsável por: Processamento e execução de programas armazenados na
Leia maisAULA 03: FUNCIONAMENTO DE UM COMPUTADOR
ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES I AULA 03: FUNCIONAMENTO DE UM COMPUTADOR Prof. Max Santana Rolemberg Farias max.santana@univasf.edu.br Colegiado de Engenharia de Computação O QUE É UM COMPUTADOR?
Leia maisEPUSP PCS 3335 Laboratório Digital A. Trena Digital
Trena Digital Versão 2016 RESUMO Esta experiência tem por objetivo desenvolver uma Trena Digital, ou seja, um circuito digital que realiza a medida de distância para um objeto, usando um sensor ultrassônico
Leia maisSEL-433 Aplicação de Microprocessadores I. Prof: Adilson Gonzaga
SEL-433 Aplicação de Microprocessadores I Prof: Adilson Gonzaga HISTÓRICO Microprocessador Circuito integrado ( chip ) capaz de executar instruções. 1971 Intel Corporation lançou no mercado o microprocessador
Leia maisSistema de Aquisição de Dados
Sistema de Aquisição de Dados E.T.M./2012 (versão inicial) RESUMO Nesta experiência será desenvolvido o projeto de um sistema de aquisição e armazenamento de dados analógicos em formato digital. O sinal
Leia maisUniversidade Federal do Rio de Janeiro Bacharelado em Ciência da Computação. Arquitetura de Computadores I. Organização Básica do Computador
Universidade Federal do Rio de Janeiro Bacharelado em Ciência da Computação Arquitetura de Computadores I Organização Básica do Computador Gabriel P. Silva Ementa Unidade 2: Organização Lógica e Funcional
Leia maisIntrodução ao Projeto de Sistemas Digitais com Dispositivos Programáveis
Introdução ao Projeto de Sistemas Digitais com Dispositivos Programáveis Versão 2012 RESUMO Nesta experiência será apresentada uma metodologia estruturada para projeto de sistemas digitais utilizando FPGAs
Leia maisElementos Físicos do SC e a Classificação de Arquiteturas
Elementos Físicos do SC e a Classificação de Arquiteturas IFBA Instituto Federal de Educ. Ciencia e Tec Bahia Curso de Analise e Desenvolvimento de Sistemas Arquitetura de Computadores 9 e 10/40 Prof.
Leia maisProjeto com Linguagens de Descrição de Hardware
Projeto com Linguagens de Descrição de Hardware Versão 2012 RESUMO Esta experiência consiste no projeto e implementação de um circuito digital simples com o uso de uma linguagem de descrição de hardware.
Leia maisELETRÔNICA DIGITAL II. AUTOR: ENG. ANTONIO CARLOS LEMOS JÚNIOR
ELETRÔNICA DIGITAL II AUTOR: ENG. ANTONIO CARLOS LEMOS JÚNIOR acjunior@facthus.edu.br 1º SEMESTRE 2009 CONTEÚDO PROGRAMADO: 1 O que é um computador digital? 2 Como funcionam os computadores 3 O agente
Leia maisCOMPUTADOR 2. Professor Adão de Melo Neto
COMPUTADOR 2 Professor Adão de Melo Neto Modelo Barramento de Sistema É uma evolução do Modelo de Von Newman. Os dispositivos (processador, memória e dispositivos de E/S) são interligados por barramentos.
Leia maisVerificador de Senhas
Verificador de Senhas Versão 2014 RESUM Esta experiência consiste no projeto e na implementação de um circuito de controle digital para verificação de códigos de segurança. procedimento de operação deste
Leia maisRELOGIO MEMÓRIA USO DA NUMERAÇÃO BINÁRIA. 02. Explique a função do barramento de endereços no Modelo Barramento de Sistemas.
01. Cite três conceitos introduzidos por Von Newman RELOGIO MEMÓRIA USO DA NUMERAÇÃO BINÁRIA 02. Explique a função do barramento de endereços no Modelo Barramento de Sistemas. BARRAMENTO DE ENDEREÇOS:
Leia maisProcessador. Processador
Departamento de Ciência da Computação - UFF Processador Processador Prof. Prof.Marcos MarcosGuerine Guerine mguerine@ic.uff.br mguerine@ic.uff.br 1 Processador Organização básica de um computador: 2 Processador
Leia maisEPUSP PCS 2011 Laboratório Digital GERADOR DE SINAIS
GERADOR DE SINAIS Versão 2013 RESUMO Esta experiência tem como objetivo a familiarização com o problema da conversão de sinais digitalizados em sinais analógicos, o conversor digital-analógico de 8 bits
Leia maisCOMPUTADOR. Adão de Melo Neto
COMPUTADOR Adão de Melo Neto 1 Modelo Barramento de Sistema É uma evolução do Modelo de Von Newman Processador = UCP = unidade de controle + unidade lógica aritmética Memória; Barramento (novo elemento):
Leia maisArquitetura de Computadores. Conjunto de Instruções
Arquitetura de Computadores Conjunto de Instruções Arquitetura do Conjunto das Instruções ISA (Instruction Set Architecture) Traduz para uma linguagem intermediária (ISA) os vários programas em diversas
Leia maisComunicação Serial Assíncrona
Comunicação Serial Assíncrona Versão 2016 RESUMO O objetivo desta experiência é projetar circuitos digitais para comunicação serial de dados (transmissão de dados) com um terminal de dados, utilizando
Leia maisEPUSP PCS 2355 Laboratório Digital. Contadores em VHDL
Contadores em VHDL Versão 2012 RESUMO Esta experiência consiste no projeto e implementação de circuitos contadores com o uso da linguagem de descrição de hardware VHDL. São apresentados aspectos básicos
Leia maisProcessadores
Processadores Definição O processador é o Circuito Integrado mais importante do computador. Ele é considerado como o cérebro do computador e funciona como uma UCP Unidade Central de Processamento. Definição
Leia maisAplicações Avançadas de Microprocessadores. Professor: Marco Shawn Meireles Machado
Aplicações Avançadas de Microprocessadores Professor: Marco Shawn Meireles Machado Iniciação aos sistemas microcontrolados Objetivos da Aula: Descrever os itens que compõem uma CPU; Detalhar a estrutura
Leia maisMELHORAMENTO NO PROCESSADOR SIMPLES
MELHORAMENTO NO PROCESSADOR SIMPLES Versão 2014 RESUMO Esta experiência tem como objetivo o desenvolvimento de um melhoramento no projeto de um núcleo de um processador simples. Na parte experimental este
Leia maisAula 10 Microcontrolador Intel 8051 Parte 1
Aula 10 Microcontrolador Intel 8051 Parte 1 SEL 0415 INTROD. À ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Prof. Dr. Marcelo A. C. Vieira SEL 0415 Microcontroladores Grupo de Sistemas Digitais n Microcontrolador é o nome
Leia maisIntrodução ao Laboratório Digital
Introdução ao Laboratório Digital Versão 2014 RESUMO Esta experiência tem como objetivo um contato inicial com o Laboratório Digital. Ao final da experiência, os alunos terão conhecimento sobre os procedimentos
Leia maisConjunto de Instruções e Modelos de Arquiteturas
Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação EESC-USP SEL-0415 Introdução à Organização de Computadores Conjunto de Instruções e Modelos de Arquiteturas Aula 7 Prof. Marcelo Andrade da Costa Vieira
Leia maisFUNCIONAMENTO DO COMPUTADOR. Adão de Melo Neto
FUNCIONAMENTO DO COMPUTADOR Adão de Melo Neto 1 ELEMENTOS DE UM COMPUTADOR PROCESSADOR (UCP) unidade de controle (UC) + unidade lógica aritmética (ULA) + registradores MEMÓRIA; BARRAMENTOS barramento de
Leia maisArquitetura de Computadores Aula 10 - Processadores
Arquitetura de Computadores Aula 10 - Processadores Prof. Dr. Eng. Fred Sauer http://www.fredsauer.com.br fsauer@gmail.com 1/21 TÓPICOS ORGANIZAÇÃO COMPONENTES BÁSICOS INSTRUÇÃO DE MÁQUINA CICLO DE INSTRUÇÃO
Leia maisELE Microprocessadores I
ELE 1078 - Microprocessadores I AULA 13 Conjunto de Instruções do Microprocessador 8085A - Entrada e Saída (I/O) - 13.1 - Grupos de Instruções As instruções no 8085 são distribuídas em 5 grupos: Grupo
Leia maisMicrocontrolador 8051
Microcontrolador 8051 Inicialmente fabricado pela INTEL, atualmente fabricado por várias empresas; Possui uma grande variedade de dispositivos, com diversas características, porém compatíveis em software;
Leia maisMICROPROCESSADORES. Aula 10
MICROPROCESSADORES Aula 10 Conteúdo 1. O QUE É UM PROCESSADOR? 2. HISTÓRICO 3. COMPONENTES 4. INFORMAÇÕES IMPORTANTES 5. LINHA DE PROCESSADORES DA INTEL 6. LINHA DE PROCESSADORES DA AMD 7. REFERÊNCIAS
Leia maisCapítulo 3 Organização Interna de um Computador
Capítulo 3 Organização Interna de um Computador 3.1 UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO A Unidade Central de Processamento - UCP (em inglês, Central Processing Unity - CPU) é a responsável pelo processamento
Leia maisDecodificadores e Registradores
epartamento de Engenharia Elétrica e de Computação - EESC-USP SEL-415 Introdução à Organização dos Computadores ecodificadores e Registradores Aula 3 Prof. r. Marcelo Andrade da Costa Vieira Profa. Luiza
Leia mais