Implementação e simulação do processador MIPS com a ALU reconfigurável dinamicamente

Resumo

Este artigo descreve um ambiente de simulação integrado para a arquitectura MIPS que permite ao utilizador escrever programas simples em assembly e visualizar a sua execução em termos da estrutura interna de um processador que implementa a arquitectura em causa. Processadores com estruturas diferentes, embora implementando o mesmo subconjunto de instruções MIPS, foram considerados. Foi feita a sua descrição em VHDL e a respectiva simulação utilizando o ambiente V-System, o que permite visualizar o funcionamento interno do processador, isto é, os sinais de controlo gerados ao longo do tempo, os resultados das operações da ALU e o conteúdo dos registos. A implementação microprogramada do processador permite ainda a extensão do sub-conjunto de instruções suportado através da adição de novas instruções, oferecendo ao utilizador um interface amigável para a escrita de microprogramas que as implementem. Por fim, e no contexto da computação reconfigurável, descrevem-se duas implementações alternativas de uma ALU para o processador MIPS com base em FPGAs reconfiguráveis dinamicamente da família XC6200.