laboratorio No

IOT
LABORATORIO
No. 5
PRÁCTICA

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

"Diseño y simulación de una CPU"
ÍNDICE
5.1. El programa simulador de CPU
5.2. Descripción de los bloques utilizados
5.3. Enunciado de la práctica
5.4. Cuestionario

OBJETIVOS
 Reforzar los conocimientos adquiridos en clase sobre la arquitectura
de un ordenador.
 Que el alumno se acostumbre a manipular los diferentes
componentes quepermiten construir una CPU, es decir, registros,
U.A., buses, etc.
 Repasar el esquema de codificación de las instrucciones del lenguaje
máquina.
 Identificar que señales de control ha de generar el circuito de control y
cuando han de activarse.
 Comprender el funcionamiento general de un ordenador mediante la
simulación de la ejecución de un programa en lenguaje máquina.

CONOCIMIENTOSPREVIOS
 Nociones elementales de electrónica digital.
 Fundamentos de la arquitectura de un ordenador personal. Más
concretamente el ejemplo de CPU descrita en el tema 2: conjunto de
instrucciones que es capaz de ejecutar, códigos de operación, etc.
IMPORTANTE: TRAED A LA PRÁCTICA EL TEMA 2.

PRÁCTICA 5

Diseño y simulación de una CPU

5.1. EL PROGRAMA SIMULADOR DE CPU
Mediante este programa vas hapoder diseñar y simular varios tipos de
circuitos digitales. Puede serte útil para que compruebes y estudies el
funcionamiento de los circuitos mostrados en la parte teórica de la asignatura.
La utilización de este programa será descrita a lo largo de la presente práctica.

5.2. DESCRIPCIÓN DE LOS BLOQUES NECESARIOS
Registro de Propósito General (BX)
Almacena en su interior una palabra de 8 bits.Dispone de
una entrada/salida de datos en la parte inferior y dos
señales de control en la parte izquierda “s” para sacar el
valor almacenado en el registro y “c” para cargar un nuevo
valor. En esta práctica no se utilizarán los registros CX, ni
DX.
Registro Auxiliar (RX)
Es utilizado para almacenar el operando obtenido en la
segunda fase de toda instrucción. Su utilización es igual a
la delregistro BX.

Registro Acumulador (AX)
Es utilizado como uno de los operandos en todas las
instrucciones aritméticas y el resultado de estas
instrucciones siempre se almacena en el. Dispone de las
mismas entradas/salidas que un registro de propósito
general y además tiene una entrada adicional en la parte
superior, de la que carga su valor cuando se activa la señal “cUA”. También
dispone de una salida enla parte izquierda, por donde siempre saca el
contenido del registro, sin necesidad de que se active ninguna señal de control.
Registro Contador del Programa (PC)
Se utiliza para almacenar la dirección de memoria donde
se encuentra la siguiente instrucción a ejecutar. La
activación de la señal de control “s” hace que el contenido
del registro salga por la salida situada en la parte superior.
Laseñal “c” provoca que en el registro se almacene el

PRÁCTICA 5

Diseño y simulación de una CPU

valor indicado en su entrada inferior. Además, dispone de la señal de control
“+”, que hace que el registro incremente en uno el valor almacenado.
Registro de Instrucción (RI)
En el se almacena el código de operación de le instrucción
que está ejecutando la CPU. Dispone de una entrada en la
parteinferior, que es almacenada en el registro cuando se
activa la señal de control “c”. Su salida no se ha realizado
de igual forma que en el resto de los registros, si no que tiene 8 salidas
diferentes, una para cada uno de los bits que almacena. No dispone de
ninguna señal para realizar la salida, dado que esta siempre se produce. Es
decir, estas 8 salidas siempre tendrán el valor de los 8 bitsalmacenados en el
registro.
Registro de Estado
Cada vez que se produce una instrucción aritmética, se almacena
en su interior una serie de indicadores (o Flags) que nos informan
si la operación realizada ha producido acarreo (bit C), ha sido cero
(bit Z) o si ha dado resultado negativo (bit S). Por lo tanto se trata
de un registro de solo tres bits, cuyas entradas se encuentran en la
parte de la...