DatapathWay

Um programa que auxilia no estudo de um datapath básico.

Datapath

O projeto trabalha com o seguinte datapath:

Começando

Pré-requisitos

É necessário o Python 3.x instalado no seu computador.

Baixando o projeto

Utilize o Git para baixar o projeto em sua máquina. Certifique-se que o Git está instalado executando no terminal git --version. Clone o repósitório em sua máquina executando:

        git clone https://github.com/AntLouiz/DatapathWay.git

Executando

Utilize o arquivo instructions_file.txt.example como exemplo para a execução do programa. Renomeie o arquivo instructions_file.txt.example para instructions_file.txt (Caso já exista um arquivo com esse nome, você deve apagá-lo ou nenomeá-lo). Apague todos os comentários dentro do arquivo. Entre na pasta do projeto e execute o seguinte comando:

        python3 main.py

Exemplo

Fazendo uma soma utilizando os comandos lw, add e sw.

Utilizando a linguagem assembly temos os seguintes comandos:

        lw $s2, 16($t0)
        lw $s3, 20($t0)
        add $t2, $s2, $s3
        sw $t2, 24($t0)

Transformando esses comandos em binário, obtemos:

        10001101000101000000000000010000
        10001101000101010000000000010100
        00000010101101000101000000100000
        10101101000010100000000000011000

Insiro esses comandos no instructions_file.txt e executo no terminal python3 main.py. A saída esperada será os caminhos percorridos pelos os principais dados das instruções que foram inseridas no arquivo.

        ----------------------------------------------------------------
        Instruction: 10001101000101000000000000010000
        Type: I
        Operation: lw
        ----------------------------------------------------------------
        Read the register 1:                    01000      [8]
        Read data 1: 00000000000000000000000000010000
        ALU-in-1:    00000000000000000000000000010000      [16]
        ALU-in-2:    00000000000000000000000000010000      [16]
        ALU-result:  00000000000000000000000000100000      [32]
        Address:     00000000000000000000000000100000
        Read data:   00110110000001101010110101000000
        Write data:  00110110000001101010110101000000      [906407232]
        Write register:                         10100      [20]
        ----------------------------------------------------------------



        ----------------------------------------------------------------
        Instruction: 10001101000101010000000000010100
        Type: I
        Operation: lw
        ----------------------------------------------------------------
        Read the register 1:                    01000      [8]
        Read data 1: 00000000000000000000000000010000
        ALU-in-1:    00000000000000000000000000010000      [16]
        ALU-in-2:    00000000000000000000000000010100      [20]
        ALU-result:  00000000000000000000000000100100      [36]
        Address:     00000000000000000000000000100100
        Read data:   11111101001111011011010111110101
        Write data:  11111101001111011011010111110101      [-46287371]
        Write register:                         10101      [21]
        ----------------------------------------------------------------



        ----------------------------------------------------------------
        Instruction: 00000010101101000101000000100000
        Type: R
        Operation: add
        ----------------------------------------------------------------
        Read the register 1: 10101                         [21]
        Read the register 2: 10100                         [20]
        Read data 1: 11111101001111011011010111110101
        Read data 2: 00110110000001101010110101000000
        ALU-in-1:    11111101001111011011010111110101      [-46287371]
        ALU-in-2:    00110110000001101010110101000000      [906407232]
        ALU-result:  00110011010001000110001100110101      [860119861]
        Write data:  00110011010001000110001100110101
        Write register: 01010                              [10]
        ----------------------------------------------------------------



        ----------------------------------------------------------------
        Instruction: 10101101000010100000000000011000
        Type: I
        Operation: sw
        ----------------------------------------------------------------
        Read the register 1:                    01000      [8]
        Read the register 2:                    01010      [10]
        Read data 1: 00000000000000000000000000010000
        Read data 2: 00110011010001000110001100110101
        ALU-in-1:    00000000000000000000000000010000      [16]
        ALU-in-2:    00000000000000000000000000011000      [24]
        ALU-result:  00000000000000000000000000101000      [40]
        Address:     00000000000000000000000000101000
        Write data:  00110011010001000110001100110101      [860119861]
        ----------------------------------------------------------------

Observações

Registradores temporários e valores salvos:

• $t0-$t7 :: 8 - 15
• $s0-$s7 :: 16 - 23
• $t8-$t9 :: 24 - 25

Memória:

• Este datapath realiza operações com números inteiros em complemento de 2

• A memória contém apenas 256 endereços.

• A memória contém valores randômicos de -(231) até (231 - 1).

• O registrador $t0 tem o valor 16.

• Operações que foram implementadas:

    - lw
    - sw
    - add
    - sub
    - and
    - or