Actividad de aprendizaje 3. Karla Elizabeth RUIZ Mrtinez PDF

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Nombre completo del alumno:Karla Elizabeth Ruiz Martínez.Matricula:126610Grupo:KNombre Completo De La Materia:MC. (K075-K074 10) Arquitecturas De Computadoras.Nombre Completo Del Docente:Mtro. Juan Manuel Amezcua Ortega.Numero De La Actividad:N°Nombre De La Actividad:Procesador MIPS.CANCÚ QUINTANA R...

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KARLA ELIZABETH RUIZ MARTINEZ

GRUPO: K075

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Nombre completo del alumno: Karla Elizabeth Ruiz Martínez. Matricula: 126610 Grupo: K075 Nombre Completo De La Materia: MC. (K075-K074 10) Arquitecturas De Computadoras. Nombre Completo Del Docente: Mtro. Juan Manuel Amezcua Ortega. Numero De La Actividad: N°3 Nombre De La Actividad: Procesador MIPS. CANCÚ QUINTANA ROO.

24 AGOSTO DEL 2020

KARLA ELIZABETH RUIZ MARTINEZ

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K075 - K074 (10) ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS. Actividad de aprendizaje 3. Procesador MIPS. Objetivo. Identificar las principales características del procesador MIPS y su arquitectura. Instrucciones. 1. Realiza una investigación acerca de las principales características del procesador MIPS y de la arquitectura que implementa. 2. Elabora un reporte con la información recabada y toma en cuenta los siguientes elementos: - Formatos de instrucciones - Tipos de instrucciones - Tipos de operandos - Representación de números enteros y de punto flotante - Tipo de direccionamiento utilizado por las instrucciones 3. Incluye un ejemplo de las instrucciones que utiliza y realiza una breve descripción de su funcionamiento. RUBRICA.

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 Procesador MIPS Con el nombre de MIPS (siglas de Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) se conoce a toda una familia de microprocesadores de arquitectura RISC desarrollados por MIPS Technologies. Los diseños del MIPS son utilizados en la línea de productos informáticos de SGI; en muchos sistemas embebidos; en dispositivos para Windows CE; routers Cisco; y videoconsolas como la Nintendo 64 o las Sony PlayStation, PlayStation 2 y PlayStation Portable. Más recientemente, la NASA usó uno de ellos en la sonda New Horizons. Las instrucciones se dividen en tres tipos: R, I y J. Todas las instrucciones empiezan con un código de operación de 6 bits. Además del código de operación, en las instrucciones tipo R se especifican tres registros, un campo de tamaño de desplazamiento ('shamt') y otro para el código de función; Las tipo I especifican dos registros y un valor inmediato de 16 bits; en las tipo J al código de operación le siguen 26 bits de dirección destino de salto.89 Nombre de los registros, número, uso y convenciones de llamada (si es guardado en subrutina llamada): Registros Nombre

Número

Uso

Preservado en subrutina llamada

$zero

$0

constante entera 0

sí

$at

$1

temporal del ensamblador

no

$v0– $v1

$2–$3

Valores de retorno de funciones y evaluación de expresiones

no

$a0– $a3

$4–$7

Paso argumentos a subrutinas

no

$t0–$t7

$8–$15

Temporales

no

$s0– $s7

$16– $23

Temporales salvados

sí

$t8–$t9

$24– $25

Temporales

no

$k0– $k1

$26– $27

Reservados para el núcleo del S.O.

no

$gp

$28

puntero global

sí

$sp

$29

puntero de pila

sí

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$fp

$30

puntero de marco de pila

sí

$ra

$31

dirección de retorno

no

Los registros preservados durante una llamada son aquellos que (por convenio) no serán modificados por una llamada de sistema o a una subrutina (que implemente en ensamblador un procedimiento o función). Por ejemplo, los registros $s_ deben ser almacenados en la pila por el procedimiento que los necesita (subrutina llamada), siendo siempre incrementados en constantes $sp y $fp, para ser después decrementados una vez finalizado el procedimiento (se marca como disponible la memoria reservada). Por el contrario, $ra es modificado automáticamente tras una llamada a una función normal (cualquiera que utilice la instrucción jal), y los registros $t_ deben ser salvados por la subrutina llamante antes de llamar a cualquier función (por si el programa necesita los valores contenidos en dichos registros tras la ejecución de la subrutina).

 Formato de Instrucciones El formato determina la longitud en bits de las instrucciones y los campos que codifican el valor de los factores citados. En general una instrucción de compone de los siguientes campos:    

Código de operación (CO) Operandos fuente (OP1, OP2, …) Operando destino o resultado (OPd) Instrucción siguiente (IS)

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Tipos de instrucciones MIPS.

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El conjunto de instrucciones Mips permite realizar operaciones de carga y almacenamiento desde y hacia memoria, tendrá capacidad de desarrollar programas aritméticos y lógicos y ofrecerá la posibilidad de controlar el flujo de la ejecución del programa mediante instrucciones de comparación y salto, tanto condicionales, como incondicionales. Tipo R: Operaciones aritméticas y lógicas Tipo I: Transferencia de datos, salto condicional e instrucciones con operandos inmediatos. Tipo J: Instrucciones de bifurcación Instrucciones aritmético-lógicas El tipo de formato de las instrucciones aritméticas y lógicas es de tipo R y el número de operandos en una operación de este tipo es siempre tres. Estos operandos son siempre registros, el modo de direccionamiento empleado es, por tanto, de registro.

En el ejemplo de la figura se describe en estructura de lenguaje maquina Mips las operaciones aritméticas de suma y resta.

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Instrucciones de transferencia o de carga/almacenamiento Los operandos para todas las operaciones aritméticas y lógicas se contienen en registros. Para operar con datos en memoria antes deben haberse metido estos datos en los registros. Una operación de carga (load) copia información desde memoria principal a los registros. Una operación de almacenamiento (store) copia información de un registro a memoria principal. Las instrucciones de transferencia son instrucciones de tipo I. Cuando una palabra (4 bytes) se carga desde memoria en un registro o se pasa a memoria desde un registro, la dirección de memoria involucrada ha de ser múltiplo de 4.

En la figura se muestran las estructuras de MIPS para dos ejemplos de operaciones de transferencia muy comunes, la carga y el almacenamiento de una palabra.

Instrucciones de salto condicional Lo que distingue a un computador de una simple calculadora es la habilidad de tomar decisiones. Basándose en los datos de entrada y los valores creados durante la computación, el computador ejecuta diferentes instrucciones. La toma de decisiones se

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representa comúnmente en los lenguajes de programación usando la sentencia if (si condicional), combinada a veces con sentencias go to (ir a) y etiquetas. El lenguaje ensamblador del MIPS incluye dos instrucciones de toma de decisiones, similares a una sentencia if con un go to. Estas instrucciones se muestran en la figura.

La instrucción beq (branch if equal) significa ir a la sentencia etiquetada con L1 si el valor del registro rs es igual al valor del registro rt. La instrucción bne (branch if nt equal) significa ir a la sentencia etiquetada con L1 si el valor de rs no es igual al valor en rt.

Instrucciones de comparación Permiten poner a 1 o 0 el valor de un registro en función del cumplimiento o no de una condición.

Instrucciones de bifurcación (salto incondicional) Una bifurcación se puede ver como un salto incondicional, es decir, la instrucción obliga a la máquina a seguir siempre el salto. Para distinguir entre saltos condicionales e incondicionales, el nombre MIPS para este tipo de instrucción es jump. En la figura se muestra esta instrucción y su formato.

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La instrucción de bifurcación jump es de tipo J y su modo de direccionamiento es pseudodirecto.

 Modos de direccionamiento del MIPS. •Modo de direccionamiento inmediato.  op

El operando es una constante que aparece en la instrucción rs

rt

DATO

INSTRUCCION

•Modo de direccionamiento registro.

•Modo de direccionamiento base con desplazamiento.

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•Modo de direccionamiento relativo al PC.

•Modo de direccionamiento pseudodirecto.

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Bibliografía.

https://vhouten.home.xs4all.nl/mipsel/r3000-isa.html http://www.fdi.ucm.es/profesor/jjruz/WEB2/Temas/Curso05_06/EC2.pdf file:///C:/Users/Carlos%20V/Documents/universidad%20ieu/K075%20%20K074%20(10)%20ARQUITECTURA%20DE%20COMPUTADORAS/3er%20Semana/EC2.pdf file:///C:/Users/Carlos%20V/Documents/universidad%20ieu/K075%20%20K074%20(10)%20ARQUITECTURA%20DE%20COMPUTADORAS/3er%20Semana/tema_4.pdf https://curiosidadesac.wordpress.com/2012/12/04/arquitectura-del-mips/ https://is603unahavv.wordpress.com/2016/09/02/tipos-de-instrucciones-mips/ https://es.wikipedia.org/wiki/MIPS_(procesador)#Resumen_del_juego_de_instrucciones_del_R30 00...