软件编程电子表实验指南:MIPS指令与中断控制
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更新于2024-08-05
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在Lab4_软件编程电子表1实验中,主要目标是通过实践加深对MIPS指令系统和CPU控制寄存器的理解,以及掌握中断处理机制。以下是实验的核心知识点:
1. **实验目的**:本实验旨在让学生通过编写软件来实现一个电子表的功能,具体涉及MIPS指令的运用,如数据加载、存储和控制转移,以及系统控制寄存器CP0的管理。此外,实验还将着重考察中断处理技术,包括中断产生、标记、处理和中断相关寄存器的使用。
2. **实验设备**:学生需要熟练使用Xilinx Vivado工具,这是进行硬件设计和模拟的关键软件平台。此外,对MIPS汇编编程和编译能力是实验的基础,还需要具备一定的自学能力,因为某些问题可能需要独立研究。
3. **实验任务**:任务包括编写MIPS汇编代码来控制电子表的功能,如显示时间、设置时间和处理中断事件。这涉及到使用MIPS指令如LI(load immediate,立即数加载)和LA(load address,地址加载),以及理解和应用汇编指令中的标号和伪操作,如.set、.org等。
4. **实验环境**:实验应在具备MIPS32官方文档、体系结构研讨课的MIPS指令系统规范以及SeeMIPSRUN这本书的学习环境中进行。学生需要复习Lab3中实现的56条指令及其含义,熟悉CONFREG模块寄存器的访问方法。
5. **实验检查**:实验成果将通过检查代码正确性、功能实现以及中断处理流程来评估,这包括对COUNT寄存器、STATUS、CAUSE、EPC等寄存器的正确使用,以及ERET指令的执行和中断响应机制。
6. **实验说明**:
- **快速仿真**:学生需学会利用Vivado工具进行程序的快速仿真,以便及时调试和优化代码。
- **电子表设置功能仿真**:这部分要求学生能够编写代码来实现电子表的设定功能,如设置时钟、调整显示模式等,并能正确地处理用户输入。
7. **知识准备**:实验前,学生需要掌握Lab3中的指令集、MIPS汇编与机器指令的关系、跳转指令的使用、伪操作的作用、MTC0和MFC0指令的定义,以及CP0寄存器COUNT的作用。中断处理方面,学生应了解ERET指令、中断标志位如IM、IE、EXL、ERL,以及中断响应、开启/关闭和入口地址的概念。
Lab4_软件编程电子表1实验是一个综合性的项目,不仅测试学生的编程技能,还考察他们对MIPS指令系统、CPU控制和中断处理的深入理解。
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