Kurzbeschreibung | Zugrunde liegendes Modell | Die Windows-Applikation "Mikrocodesimulator" | Erkundungsmodus | Simulationsmodus | Integrierte Editoren | Zusätzliche Merkmale
Der Mikrocodesimulator ist eine Windows-Anwendung, mit der sich die Funktionsweise eines Mikroprozessors (CPU) simulieren läßt. Der Benutzer kann auf verschiedenen Abstraktionsebenen verfolgen, wie Mikrobefehle als Codierung von Schalterstellungen zu verstehen sind, wie sie in Takte zerlegt ausgeführt werden, wie im ROM Folgen von Mikrobefehlen zu Mikroprogrammen gruppiert werden und wie schließlich ein universelles Mikroprogramm konstruiert werden kann, das als Interpreter für Maschinensprache im RAM abgelegte Maschinenprogramme ausführt. So wird die Spannweite von den Grundbausteinen ALU und Speicher bis zum programmierbaren Universal-Rechner versteh- und erfahrbar. Während ALU und Speicher in ihrer Funktionalität vorgegeben sind, läßt sich das ROM beliebig gestalten. Dadurch kann der Benutzer seine eigene Maschinensprache entwerfen, als Mikroprogramm im ROM implementieren und in beliebig feinen Auflösungen (Phasen, Takte oder Maschinenzyklen) nachvollziehen und testen. Die Bedienung des Programms ist denkbar einfach und intuitiv. Auf dem Windows-Bildschirm entstehen die graphischen Abbilder der in der jeweiligen Abstraktionsebene benötigten Bauteile. Durch Anklicken entsprechender Buttons öffnen sie sich und gestatten die gezielte Modifikation von Speicher-Inhalten, Funktionscodes oder Mikroprogrammen.
Der Mikrocodesimulator unterstützt das Modell einer CPU, die im wesentlichen aus den Hardwarekomponenten Registerbaustein, Hauptspeicher-Schnittstellen-Baustein, Mikrocodeinstruktion-Schnittstellen-Baustein und dem Zwischenspeicher für den aktuellen Mikrocode zusammengesetzt ist. |
Dem Registerbaustein, deren Register für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden. Dem Registerbaustein ist das Rechenwerk angeschlossen. Bei Berechnungen wird das Flag-Register (CC) je nach Ergebnis beeinflußt. |
Dem Hauptspeicher-Schnittstellen-Baustein, der die Kommunikation zum Externen-RAM herstellt. |
Dem Mikrocodeinstruktion-Schnittstellen-Baustein, der die Kommunikation zum Satz von 1024 Mikrocodeinstruktionen gewährleistet und dem Mikrocode-Adress-Rechner-Baustein, der die Abfolge der abzuarbeitenden Befehle vorausberechnet. |
Dem Zwischenspeicher für den aktuellen Mikrocode, der die CPU während den drei Grundtakten der Hol-(Phase 1), Rechen-(Phase 2) und Bringphase (Phase 3) steuert. |
Die wesentlichen Komponenten des CPU-Modells werden im Simulatorprogramm wie folgt dargestellt:
Im Erkundungsmodus kann der Mikrocodesimulator schrittweise aufgebaut und erforscht werden. Die Register tragen anfangs noch die Bezeichnungen, die auf den Verwendungszweck hinweisen. Zusätzliche Informationen zum Simulator sind per Mausdruck abrufbar.
Im Simulationsmodus kann eine selbst erstellbare CPU-Konfiguration geladen werden, die je nach eigenem Wunsch noch bearbeitet, modifiziert und erneut abgespeichert werden kann.
Durch den Einsatz verschiedener integrierter Editoren ist ein leichterer Zugriff auf den Mikrocode, den Maschinencode im RAM und ROM und auf den Inhalt aller Register der CPU möglich.