Diseño e implementación de un simulador software basado en el procesador MIPS32

Abstract

La arquitectura de computadores es una asignatura de gran importancia actualmente en las titulaciones de Informática. Pero en muchas ocasiones, los estudiantes tienen problemas para comprender la materia debido a la falta de herramientas que muestren el funcionamiento de los componentes internos de la arquitectura de los computadores de manera fácil e intuitiva. En este trabajo se expone un simulador del procesador MIPS32 desarrollado en .NET que puede ser controlado a través de línea de comandos o desde una interfaz gráfica versátil e intuitiva para facilitar a los alumnos el estudio de la arquitectura de los procesadores segmentados. La interfaz gráfica ofrece un entorno de desarrollo integrado en el que editar y ensamblar los programas, así como mostrar el funcionamiento del procesador a través de sus registros, memoria, pipeline y el cronograma de ejecución. En este trabajo se expondrá un simulador como producto que responde a las necesidades de los alumnos en asignaturas relacionadas con el estudio de la arquitectura de los computadores. En primer lugar se expondrá una comparativa de simuladores MIPS, posteriormente se mostrarán las características del procesador que se simula, se describirá la implementación del ensamblador y del propio simulador y finalmente se mostrará su funcionamiento a través de la interfaz gráfica desarrollada denominada VisualMips32.

Nowadays, computer architecture is a very important subject in Computer Science degrees. But often, students have problems understanding the topic due to the lack of tools to show the behavior of the internal computer architecture components in an easy and intuitive way. This paper presents a MIPS32 processor simulator developed in .NET that can be controlled via command line orders or using a versatile and intuitive graphical interface that makes the study of segmented processor architecture easier. The GUI (graphical user interface) offers an integrated development environment, where assembly programs can be assembled and run, in addition to being able to watch a step-by -step execution through its registers, memory, pipeline and execution chronogram. This paper presents a simulator as a software tool developed to meet the students’ needs in subjects related to the computer architecture. First, a comparative of several MIPS simulators is shown. After that, the implementation of the assembler and the simulator itself will be described; and, finally, its operation is displayed through the developed graphical interface, called VisualMips32.