Lösungsvorschlag 10. Übung Technische Grundlagen der Informatik II Sommersemester 2009

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1 Fachgebiet Rechnerarchitektur Fachbereich Informatik Lösungsvorschlag. Übung Technische Grundlagen der Informatik II Sommersemester 29 Aufgabe.: MIPS-Kontrollsignale Für die 5 Befehlstypen a) R-Format (add, sub, and, or, slt zwischen Registern) b) Load c) Store d) Bedingte Verzweigung (beq) e) sind jeweils im MIPS-Datenpfad der Eintaktimplementierung (siehe Zusatzblatt) die genutzten Wege der Daten (nicht der Steuersignale) zu kennzeichnen. Überlegen Sie sich dazu, wie die Steuersignale gesetzt sein müssen. Die genutzten Wege der Daten sind in der folgenden Lösung gestrichelt gezeichnet. a) R-Format (add, sub, and, or, slt zwischen Registern) :, :, :, Mem:, :, Mem:, Src:, Reg:, Op: (use FUNCT field) [25 ] [3 ] 26 + [3 ] [3 26] Mem Op Mem Src Reg [3 ] [25 2] [2 6] [5 ] [5 ] 2 6 Sign ress [5 ] Seite von 5

2 b) Load :, :, :, Mem:, :, Mem:, Src:, Reg:, Op: ( calculation) [25 ] [3 ] 26 + [3 ] [3 26] Mem Op Mem Src Reg [3 ] [25 2] [2 6] [5 ] [5 ] 2 6 Sign ress [5 ] c) Store : x, :, :, Mem:, : x, Mem:, Src:, Reg:, Op: ( calculation) [25 ] [3 ] 26 + [3 ] [3 26] Mem Op Mem Src Reg [3 ] [25 2] [2 6] [5 ] [5 ] 2 6 Sign ress [5 ] Seite 2 von 5

3 d) Bedingte Verzweigung (beq) : x, :, :, Mem:, : x, Mem:, Src:, Reg:, Op: (subtract to test equality) [25 ] [3 ] 26 + [3 ] [3 26] Mem Op Mem Src Reg [3 ] [25 2] [2 6] [5 ] [5 ] 2 6 Sign ress [5 ] e) : x, :, : x, Mem:, : x, Mem:, Src: x, Reg:, Op: xx [25 ] [3 ] 26 + [3 ] [3 26] Mem Op Mem Src Reg [3 ] [25 2] [2 6] [5 ] [5 ] 2 6 Sign ress [5 ] Seite 3 von 5

4 Aufgabe.2: Ergänzung der MIPS-Architektur a) Ergänzen Sie den Eintaktdatenpfad um den Befehl jr (jump ). Der Befehl jr setzt den = R[rs]. Dadurch wird der in rs stehende Wert als Sprungzieladresse interpretiert (Register-indirekter Sprung). Fügen Sie dafür sämtliche erforderliche Datenpfade und Steuersignale zum Eintaktdatenpfad hinzu. b) Überlegen Sie sich, wie die Steuersignale für den jr Befehl gesetzt werden müssen. : x, R:, :, : x, Mem:, : x, Mem:, Src: x, Reg:, Op: xx Aufgabe.3: Fakultät in MIPS Entwickeln Sie ein MIPS-Assemblerprogramm zur Berechnung der Fakultät der Zahl 7. Ihr Programm soll den Startwert 7 in das Argument a laden, wo er nach dem Programmlauf immer noch stehen soll. Das Ergebnis soll in Register v abgelegt werden. Benutzen Sie dazu die in den Vorlesungfolien vorgestellten MIPS- Assemblerbefehle. Kommentieren Sie jeden Befehl durch eine entsprechende Hochsprachenanweisung oder Fließtext. Hinweise: Verwenden Sie den addi-befehl und das - bzw. zero-register, um Konstanten in Register zu laden. Weiterhin können Sie die Befehle multu und mflo verwenden. Der Befehl multu $ri, $rj multipliziert und liefert ein 6-Bit Ergebnis, dass in den Registern Hi, Lo geschrieben wird (je Bit). Der Befehl mflo $ri transportiert das Lo-Register nach $ri. Seite von 5

5 start: addi $a, $, 7 // a = 7 addi $v, $, // v = addi $t, $a, // t = a loop: slti $t, $t, 2 // t = (t < 2)? bne $t, $, end // (t==)? nein: end, ja: weiter multu $v, $t // Hi,Lo = v*t mflo $v // v = Lo addi $t, $t, - // t-- j loop // Sprung nach loop end:... // Ende der Fakultätsberechnung Seite 5 von 5