Projeto microarquitetura

Projeto de Microarquitetura 0. Introdução A Unidade Central de Processamento (CPU) é um dos principais elementos que compõem a estrutura de um computador. Segundo Tanenbaum (1992)* a CPU é composta pela Unidade de Controle, Unidade Lógica e Aritmética e Registradores. A Unidade de Controle é responsável pela busca e decodificação de instruções, bem como pelo controle dos demais elementos que compõem a CPU. A Unidade Lógica e Aritmética faz operações lógicas como E (And), OU (Or), entre outras e operações aritméticas como adição e subtração. Os Registradores são pequenas áreas de armazenamento que funcionam como memórias de rascunho de informações, durante o processamento. Outro elemento importante que constitui a estrutura de um computador é a Memória, cuja função é armazenar programas e dados. Dois registradores importantes são o Contador de Programa (Program Counter – PC) e o Registrador de Instrução (Instruction Register – IR). O PC aponta para a próxima instrução a ser executada, ou seja, ele contém o endereço de memória da próxima instrução. O IR tem a função de armazenar a instrução que está sendo executada. O ciclo de execução de uma instrução de dado por uma série de passos: 1. Busca a próxima instrução da memória para o registrador de instrução; 2. Atualiza o contador de programa para que ele aponte para a instrução seguinte; 3. Determina o tipo de instrução; 4. Se a instrução usa dados da memória, determina onde eles estão; 5. Busca os dados, se houver algum, para registradores internos da CPU; 6. Executa a instrução; 7. Armazena os resultados em locais apropriados; 8. Volta ao passo 1 para iniciar a execução da próxima instrução.

1. Objetivo O objetivo deste trabalho é desenvolver, documentar e simular no Digital Works o projeto de um processador de 4 bits, e elaborar programas que sejam executados pelo mesmo. A documentação deverá conter as formas de onda dos sinais de controle, as tabelas da verdade, mapas de Karnaugh, expressões lógicas