Implementacao de ULA no Logisim - Trabalho Pratico

1 1 Estrutura do trabalho O trabalho tem como objetivo analisar e implementar um modelo simples do Caminho de Dados presente no Nível de Microarquitetura utilizando portas lógicas e o conceito da parte operativa e da parte de controle Para a implementação do circuito deve ser utilizado o software Logisim httpwwwcburchcomlogisimptdocshtml O trabalho está dividido em 04 etapas Cada uma das etapas está descrita a seguir 11 Implementação da ULA de 1 Bit A primeira etapa consiste em implementar o circuito de uma ULA de 1 Bit A Figura 21 exibe o circuito completo com todos seus sinais de entrada de saída e de controle utilizados para realizar as funções previstas na ULA Figura 21 ULA de 1 Bit 2 12 Implementação da ULA de 4 Bits Nesta etapa deve ser implementada uma ULA de 4 Bits a partir da ULA de 1 Bit da etapa anterior A Figura 22 exibe o modelo conceito para criação de uma ULA de N bits a partir de uma ULA de 1 bit Figura 22 ULA de 4 Bits Observações O sinal de entrada Vem Um do Bit0 deve ser conectado ao sinal de entrada INC da ULA O sinal de saída Vai Um do BitN1 deve ser conectado ao sinal de entrada Vem Um do BitN O sinal de saída Vai Um do Bit3 deve ser conectado ao sinal de saída Vai Um da ULA Os sinais de entrada INVA ENA ENB F0 e F1 da ULA de 4 Bits devem ser conectados simultaneamente nos respectivos sinais de entrada dos 04 módulos ULA de 1 Bit Os 04 bits do sinal de entrada A e do sinal de entrada B devem ser conectados aos respectivos sinais de entrada AN e BN dos 04 módulos ULA de 1 Bit o Dica 1 Alterar o sinal de entrada para um sinal de 4 bits o Dica 2 Utilizar uma conexão Distribuidor e alterar para 4 bits para separar os dados da entrada Figura 23 Figura 23 Sinal de entrada A conectado ao Distribuidor de 4 bits Os 04 bits do sinal de saída S devem ser conectados aos respectivos sinais de saída SN dos 04 módulos ULA de 1 Bit o Dica 1 Alterar o sinal de saída para um sinal de 4 bits o Dica 2 Utilizar uma conexão Distribuidor e alterar para 4 bits para separar os dados da saída Figura 24 3 Figura 24 Sinal de saída S conectado ao Distribuidor de 4 bits 13 Caminho de Dados Parte Operativa Nesta etapa deve ser implementada a parte operativa do caminho de dados do nível de microarquitetura A parte operativa deve ser composta por 04 registradores de uso geral de 04 bits REGA REGB REGC e REGD e a ULA de 04 bits desenvolvida na etapa anterior Observações Utilizar o módulo Registrador já existente no Logisim alterando para 4 bits de dados Figura 25 A saída do registrador REGA deve ser ligado na entrada A da ULA A saída do registrador REGB deve ser ligado na entrada B da ULA A entrada dos registradores REGC e REGD devem ser ligados na saída da ULA de modo que o resultado da operação realizada pela ULA possa ser armazenado em um ou nos dois registradores Figura 25 Módulo Registrador 4 14 Caminho de Dados Parte de Controle Na última etapa deve ser implementada a parte de controle do caminho de dados do nível de microarquitetura A parte de controle deve possuir uma entrada de 08 bits serão utilizados para alterar os 06 campos de controle da ULA INC INVA ENA ENB F0 e F1 e os outros 02 bits usados para determinar se a saída da ULA será armazenada no REGC eou no REGD respectivamente Figura 26 Bit 7 Controla o sinal de entrada INC da ULA Bit 6 Controla o sinal de entrada INVA da ULA Bit 5 Controla o sinal de entrada ENA da ULA Bit 4 Controle o sinal de entrada ENB da ULA Bit 3 Controla o sinal de entrada F0 da ULA Bit 2 Controla o sinal de entrada F1 da ULA Bit 1 Habilita o resultado da ULA a ser armazenado no REGC Bit 0 Habilita o resultado da ULA a ser armazenado no REGD Figura 26 Instrução com sinais de controle 2 Entrega da Atividade A entrega do trabalho consiste numa documentação em formato PDF contendo uma breve explicação das etapas propostas na atividade bem como o arquivo dos circuitos gerados pelo software arquivo circ com o nome DataPathcirc