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Esse relatório dará um exemplo de instruções para testes de um processador MICO X1, com um somador eficiente que será usado na Unidade Lógica de Aritmética (ULA).	Marcelo Schreiber	Relatório MICO X1

Somador com atraso minimizado

Carry Lookahead

Em um somador convencional, um Full Adder (FA) depende do carry de outro anterior, ou seja, a soma acontece linearmente e cada FA espera o anterior finalizar para iniciar as operações. Para evitar esse imbróglio, pode-se calcular, antecipadamente, se terá ou não algum carry. Assim, calcula-se caso o FA anterior gera um novo carry ou propaga um criado previamente.

Logo, $${C_1} = {G_0} + {P_0} \times {C_0},$$ $${C_2} = {G_1} + {P_1} \times {C_1}, \text{...,}$$ $${C_n} = {G_{(n-1)}} + {P_{(n-1)}} \times {C_{(n-1)}}$$ $$\text{OBS.:} \ {G_i} = {A_i} \times {B_i} \ \text{e} \ {P_i} = {A_i} + {B_i} \ \text{ou} \ {P_i} = {A_i} \oplus {B_i}$$

Figura 1: Implementação de um somador de 4 bits com Carry Look Ahead.

Carry Select

Semelhantemente, o carry select faz cálculos de maneira paralela ao carry anterior, assim, faz-se as contas antes do resultado. Dessa maneira, o número recebido somente escolhe qual resultado já computado é escolhido.
Isto posto, cada 4 bit full adder tem 2 similares a Figura 1, tal que este recebe 0 e aquele recebe 1 e a entrada escolhe o resultado, diminuindo o tempo de propagação total do circuito.

Figura 2: Somador de 4 bits com Carry Select.

Junta-se os Full Adders de 4 bits até 32 bits:

Figura 3: Implementação completa do somador de 32 bits.

Conclusão

Portanto, uma implementação de um somador completo de 32 bits, que experimenta minimizar o tempo de propagação, está completa.

Testes no MICO X1

Figura 4: Exemplo de bloco operativo do MICO X1.

Loop simples

Para fim de testes, será realizado um simples laço de repetição que contará de 1 até 5 que será colocado na memória de instruções da Figura 4. Em Assembly simples e hexadecimal, sabendo que a operação tem 4 bits, cada registrador 4 bits e uma constante com 16 bits, totaliza-se 32 bits, assim:
ADDi R(1), 1
ADDi R(2), 1
ADDi R(3), 5
BEQ R(2), R(3), 3
ADD R(2), R(1), R(1)
JMP -2
HALT

0xB0010001
0xB0020001
0xB0030005
0xE2300003
0x12120000
0xD000FFFE
0xF0000000