Atividade Estruturada 2

Rio __/___/_____.

Atividade Estruturada - Organização de computadores.

Professora: Sheila Monteiro

Aluno: Alexandre Jose Santos da Silva Matricula: 201401008691

Teste e desenvolvimento do simulador NEANDER WIN.

Trabalhos anteriores:

Existem muitas ferramentas de simulação para

processadores e microcontroladores comerciais. Os

simuladores comerciais mais usados em projetos de

equipamentos na atualidade (e que em princípio

poderiam ser usados nos cursos básicos de arquitetura

de computadores) são os de 8051, PIC e variantes de

RISC. São sistemas completos, contendo muitas

ferramentas integradas, mas quase todos, sendo

destinados a uso profissional, têm licença de uso

bastante cara e uso relativamente complexo,

inviabilizando o uso amplo no ensino de graduação em

muitos cursos no Brasil.

Na área didática também existem vários sistemas,

como descritos em [5]. Os mais conhecidos sistemas

gratuitos usados na pós-graduação no Brasil são os

simuladores das arquiteturas do DLX [6] e MIPS64 [7],

disponibilizados como material de apoio aos livros de

Hennessy e Patterson, respectivamente na segunda e

terceira edições. Esses sistemas são bastante completos

como simuladores de arquitetura, mas não se mostram

adequados para cursos introdutórios ou para cursos de

curta duração, tanto pelas características da arquitetura

quanto por detalhes operacionais do programa.

Um simulador interessante é o W-Neander,

produzido como software companheiro do livro de

Raul F. Weber, Fundamentos de Arquitetura de

Computadores [8]. A arquitetura Neander é muito

simples e pode ser explicada em uma ou duas aulas.

Porém esse programa não tem montador integrado nem

pode ser facilmente acoplado com outros módulos.

Consideramos o conjunto de instruções do Neander

muito limitado, sendo impossível criar problemas

pouco mais do que triviais. Apesar destes problemas,

foi usado com alguma reserva em um curso de segundo

período, onde ficaram claras as dificuldades dos alunos

em operá-lo.

Nossa idéia foi unir as estratégias de integração de

ferramentas, encontradas nas ferramentas profissionais

com uma arquitetura simples como a do Neander, que

seria expandida para diminuir algumas limitações e

ampliar o seu potencial para exercícios didáticos,

consolidando a criação de um sistema que

denominamos NEANDER-X

A definição desse sistema foi facilitada pela

experiência anterior de um dos autores (Borges), no

desenvolvimento de sistemas emuladores

experimentais como o descrito em [9] e de um

conhecido sistema CAD para ensino de

Microeletrônica – TEDMOS, descrito com detalhe em

[10]. Apesar de já obsoleto, esse sistema foi usado no

passado para treinar centenas de alunos de engenharia

eletrônica e pós-graduação no Brasil e exterior. O

conhecimento de sua estrutura interna e de sua

operação simples esclareceu muitos detalhes técnicos

que foram usados na implementação do NEANDER-X.

3. Arquitetura do Neander-X:

A máquina Neander como definida por Weber, é

uma arquitetura rudimentar baseada em acumulador, de

caráter didático, que pode ser completamente

apresentada em uma ou duas aulas. Uma análise

superficial do conjunto de instruções, entretanto, torna

claro que muitas operações usuais (como chamada de

rotinas, indexação, ponteiros, etc) são difíceis ou

mesmo impossíveis de serem com ele implementadas.

O mesmo livro apresenta outras arquiteturas mais

sofisticadas, mas nenhuma realmente tão simples e com

vantagens para o ensino em tempo curto.

Algumas características do processador original da

máquina Neander incluem:

• Largura de dados e endereços de 8 bits;

• Dados representados em complemento a dois;

• 1 acumulador de 8 bits (AC);

• 1 apontador de instruções de 8 bits (PC);

• 1 registrador de código de condição com 2 bits:

negativo (N) e zero (Z).

O Neander só possui um modo de endereçamento: o

modo