软件编程电子表实验指南：MIPS指令与中断控制

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。