Universidad Autnoma de San Luis PotosFacultad de Ingenierarea de Computacin e InformticaArquitectura de Computadoras ASemestre: 2014-2015/Il.Proyecto FinalProcesador 8-Bits

Por:Pablo Andrs Castaeda EstradaAlan Israel Hernndez Martnez

El objetivo es desarrollar un procesador, observar el funcionamiento del procesador y mediante palabras de control observar las operaciones aritmticas y lgicas bsicas que este puede realizar. Con el diseo aprenderemos cmo se relacionan los diferentes circuitos integrados para este fin y lograr obtener una clara visin sobre su aplicacin en la vida cotidiana de un computologo.

Diagrama de bloques del procesador

8 BITS8 BITS8 BITS8 BITS8 BITS8 BITS8 BITS

Diagrama De La Unidad Procesadora

BA

8 BITS8 BITSALUACUMULADOR

ACUMULADOR TEMPORAL

Algoritmo del generador del ciclo de maquinaEste algoritmo fue desarrollado en la herramienta ispLever en l estn los estados del procesador

CLS=0E1

CLS=1E2

[0,0,0,0,1,0,1,0]E0

[0,0,0,0,1,1,1,0]

[1,0,0,0,0,0,0,0]E3

[0,1,0,0,0,0,0,0]

[0,0,0,0,0,0,0,0]EI

[0,0,0,0,1,0,1,1]E4

[0,0,0,1,0,0,0,0]

[0,0,0,0,1,0,0,1]E7

[0,0,1,0,0,0,0,0]

E5

E6

ORDEN DE LOS BITS[A,B,C,D,I,CL,0,0]

Algoritmo del contadorEste algoritmo fue desarrollado en la herramienta ispLever en l estn los estados del contador

UNIDAD DE CONTROLLa unidad de control es la que se encarga de que todo funcione con sincrona. En esta se emiten las seales de control, nuestra unidad de control consta de: Registro de instruccin (RI): Se encarga de almacenar el cdigo de operacin de la ALU. Registro de Datos (RD): Almacena los datos proporcionados por la EEPROM. EEPROM (MEMORIA DEL PROGRAMA): Almacena el cdigo de operacin que necesita la ALU. CONTADOR DEL PROGRAMA (CP): Se encarga de direccionar a la memoria EEPROM. Reloj: Se encarga de proporcionarle al sistema una serie de pulsos que controlan al Generador de ciclo de Mquina. GENERADOR DE CICLO DE MQUINA (GAL): Se encarga de cargar los registros, incrementar el PC.

SET DE INSTRUCCIONESMnemnico/ OperandoDescripcinCdigo de OperacinModo de Direccionamiento

CLR ACLimpiar el contenido del Acumulador (AC)-

MOV RD, ACTSe transfiere el contenido del Registro de Datos (RD) al Acumulador Temporal (ACT).0010 1111INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

COM RD, -,ACTSe complementa el contenido de RD, y se guarda en ACT-0010 0000INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

IOR RD, AC,ACTEl contenido de RD v el contenido de AC, se guarda en ACT.0010 1100INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

AND RD,AC,ACTEl Contenido de RD ^ el contenido de AC, se guarda en ACT.0010 1001INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

XOR RD,AC,ACTEl Contenido de RD XOR el contenido de AC, se guarda en ACT.0010 0101INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

NAND RD,AC.ACTEl Contenido de RD NAND el contenido de AC, se guarda en ACT.0010 0001INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

MOV 1,-,ACTSe transfiere un 1 a ACT.0010 1011INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

MOV 0,-,ACTSe transfiere un 0 a ACT.0010 0011INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

ADD RD,AC,ACTEl Contenido de RD + el contenido de AC, se guarda en ACT.0000 1001INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

INC RD,-,ACTEl Contenido de RD incrementa en 1, se guarda en ACT.0001 1111INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

SUB RD,AC,ACTEl Contenido de RD - el contenido de AC, se guarda en ACT.0000 0000INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

DEC RD,-,ACTEl Contenido de RD decremento en 1, se guarda en ACT.0001 0000INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

ADD RD,RD,ACTEl Contenido de RD + el contenido de RD, se guarda en ACT.0001 1100INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

SUB RD,RD,ACTEl Contenido de RD - el contenido de RD, se guarda en ACT.0000 0110INMEDIATO

STORE ACT,-,ACSe guarda en AC, el contenido de ACT.

JMP 00HSalto incondicional a la direccin 0.1000 0000

Modulo entrada salida: Entrada: Un timer LM555 que es el que inicia la secuencia del Generador de Ciclo de Mquina. Salidas: Puntas de prueba que son las que muestran el proceso que va haciendo el procesador:i. Contador: Es con el que podemos observar la direccin en la que se encuentra el PCii. EEPROM: Se encarga de proporcionar el cdigo de operacin o dato que se leer en los registros.iii. Registro: Los usamos para guardar datos o cdigo de operacin.iv. GAL: La utilizamos como Generador de ciclo de mquina (es la que carga los registros y hace el reset).

CONCLUSIONESLa elaboracin del proyecto se fortalecieron los conocimientos sobre el funcionamiento de un procesador bsico aplicando as lo adquirido durante el curso de Arquitectura de Computadoras A.

Problemas y Soluciones Se presentaron problemas con la EPROM ya que no entregaba los valores que tena que entregar y la sustituimos por una EEPROM AT28C16. En cuanto a las ALUs presentaron problema ya que son circuitos muy delicados. En seguida se presentaron dificultades con los circuitos GAL ya que el compilador que se utiliz para programarlas (ISPLever) generaba muchos problemas as que se opt por usar el WINCUPL, con el cual comenzaron a funcionar satisfactoriamente de acuerdo a lo programado.

APRENDIZAJESDurante la elaboracin del proyecto se aprendi a conectar en cascada circuitos como el 74LS193 (contador) y el 74LS181 (ALUs), Asi como desarrollar la lgica para disear un Generador de Ciclo de Mquina para controlar cada circuito del procesador

BIBLIOGRAFA Ingeniera Computacional, Diseo del Hardware, M. Morris Mano Microprocesadores, Programacin e Interconexiones Josemara Uruuela