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@@ -66,7 +66,7 @@ tests/ minijazz/ The MiniJazz compiler (given by the teachers). -*.pdf +doc/ Documentation about the project. diff --git a/minijazz.pdf b/doc/minijazz.pdf Binary files differindex 06b90c6..06b90c6 100644 --- a/minijazz.pdf +++ b/doc/minijazz.pdf diff --git a/plan_micro.pdf b/doc/plan_micro.pdf Binary files differindex d1e0dcc..d1e0dcc 100644 --- a/plan_micro.pdf +++ b/doc/plan_micro.pdf diff --git a/plan_micro.tm b/doc/plan_micro.tm index 158ffb5..158ffb5 100644 --- a/plan_micro.tm +++ b/doc/plan_micro.tm diff --git a/projet13.pdf b/doc/projet13.pdf Binary files differindex c603cfc..c603cfc 100644 --- a/projet13.pdf +++ b/doc/projet13.pdf diff --git a/doc/rapport_cpu.tex b/doc/rapport_cpu.tex new file mode 100644 index 0000000..d7901db --- /dev/null +++ b/doc/rapport_cpu.tex @@ -0,0 +1,120 @@ +\documentclass[11pt, a4paper]{article} + +\usepackage[utf8]{inputenc} + +\usepackage[margin=1.0in]{geometry} +\usepackage[french]{babel} + +\newcommand{\prog}[1]{{\tt#1}} +\newcommand{\underscore}{$\_\,$} + +\begin{document} + + + +\title{Programmation d'un simulateur de net-lists \\ \normalsize{\textsc{Projet de Système digital}}} +\author{Jonathan Laurent} +\maketitle + + +Le programme \prog{netsim} permet de simuler un circuit digital synchrone représenté par une net-list. Il propose notamment les fonctionnalités suivantes : + +\begin{itemize} +\item Un \textit{mode interactif} suffisament riche pour permettre un déboguage efficace des net-lists +\item Le maintien d'un \textit{historique} des états de la machine permettant d'annuler certaines actions +\item La \textit{vérification} de la cohérence des net-lists passées en entrée +\end{itemize} + +\section{Guide d'utilisation} +\subsection{Commande et options} + +Le programme se lance avec la commande + +\begin{center}\prog{./netsim NETLIST\underscore{}FILE [--rom ROM\underscore{}FILE] [-f INPUT\underscore{}FILE] }\end{center} + +où \prog{NETLIST\underscore{}FILE} désigne un fichier contenant le circuit à simuler, \prog{ROM\underscore{}FILE} contient le contenu des mémoires \textsc{rom}s et \prog{INPUT\underscore{}FILE} contient une suite de directives à executer avant le démarrage du \textit{mode interactif}. + +\medskip + +Dans la suite de ce document : +\begin{itemize} +\item \prog{val} désigne une valeur, c'est à dire l'état d'une nappe de fils où les bits sont présentés dans l'ordre \emph{décroissant} +\item \prog{addr} représente une valeur codant pour une adresse +\item \prog{id} désigne l'identifiant d'une variable présente dans le fichier net-list courant +\item \prog{cell} désigne une variable ou un emplacement \textsc{ram} de la forme \prog{id : addr} où \prog{addr} est une valeur codant pour une adresse + +\end{itemize} + +\subsection{Format des fichiers ROM} + +Un fichier \textsc{rom} est composé d'une suite de blocs. Un bloc est composé d'un entête de la forme suivante +\begin{center}\prog{ROM id ADDRSIZE n$_1$ WORDSIZE n$_2$ }\end{center} +où les deux arguments numériques sont fournis en écriture décimale. Le contenu de la mémoire correspondant à un entête est décrit par une suite de valeurs ordonnées dans le sens des adresses croissantes. Il est possible de sauter directement à une adresse spécifiée avec la directive +\begin{center}\prog{ADDR addr :}\end{center} +Un exemple est fourni dans le dossier \prog{samples} du programme. + +\subsection{Le language de scripts d'interaction} + +\medskip + +Après affichage de l'invite de commande \prog{>}, l'utilisateur peut saisir plusieurs directives, séparées par des points ou des sauts de lignes. La directive la plus simple consiste à entrer une séquence de valeurs \prog{val} séparées par des espaces, et correspondant à chaque entrée du circuit, dans l'ordre de leur déclaration au sein du fichier net-list. Le logiciel exécute alors un cycle machine à partir de ces entrées et affiche les nouvelles valeurs des sorties. Il est également possible de saisir une liste d'affectations suivant l'exemple suivant : +\begin{center} +\prog{a = 0, b = 0110, c = 10} +\end{center} +Les entrées su circuit qui n'auront pas été mentionnées dans la liste garderont leur valeur précédente. Il est également possible d'utiliser une des directives suivantes : + +\medskip +\begin{center} +\begin{itemize} + \item \prog{\%inputs id$_1$ ... id$_n$} spécifie une nouvelle liste ordonnée des entrées du circuit + \item \prog{\%outputs cell$_1$ ... cell$_n$} spécifie la liste des sorties du circuit + \item \prog{\%show cell$_1$ ... cell$_n$} affiche la valeur des variables et emplacements \textsc{ram} indiqués. En l'absence d'arguments, la valeur des sorties est affichée + \item \prog{\%run n} exécute $n$ cycles machine + \item \prog{\%echo off} désactive l'affichage automatique des sorties après exécution d'un cycle. Pour réactiver cette fonctionnalité, remplacer \prog{off} par \prog{on} + \item \prog{\%echo on} active l'affichage des sorties + \item \prog{\%undo n} annule les $n$ dernières commandes ayant eu pour effet d'exécuter des cycles machine. Si l'argument n'est pas spécifié, $n=1$ + \item \prog{\%redo n} annule un appel anterieur de \prog{\%undo n}, si aucune opération d'écriture n'a été excutée d'ici là + \item \prog{\%history n} redéfinit la valeur de la capacité de l'historique permettant d'effectuer des \prog{undo} + +\end{itemize} +\end{center} + +Des exemples sont disponnibles dans le dossier \prog{samples} du programme. +\section{Carcatéristiques techniques} + +Une exécution du programme se déroule schématiquement de la manière suivante : + +\paragraph{Au chargement d'un fichier net-list :} +\begin{itemize} +\item Les équations sont triées dans l'ordre topologique et tout cycle d'exécution est signalé +\item Une vérification de la cohérence des types est effectuée +\item La liste d'équations est précompilée (voire suite) +\end{itemize} + +\paragraph{A chaque cycle :} +\begin{itemize} +\item Les valeurs des mémoires \textsc{ram} sont mises à jour en fonction de l'état de la machine à la fin du cycle \emph{précédent}. Le membre gauche d'une équation de type \textsc{ram} ne dépend ainsi dans l'ordre topologique que du paramètre de l'adresse de lecture. +\item Chaque équation modifie l'état courant sur la base de l'état de la machine à la fin du cycle précédent (calcul des valeurs des registres) et de l'état obtenu après exécution des équations antérieures (par rapport à l'ordre topologique) +\end{itemize} + +\medskip + +Pour plus de détails, le lecteur est invité à consulter le fichier \emph{netlist\underscore{}simulator.ml}. + +\subsection{Optimisations} +Afin de rendre le programme raisonnablement efficace, deux optimisations ont été principalement mises en oeuvre : + +\begin{itemize} +\item Chaque variable se voit affecter un identifiant numérique et l'état de toutes les variables de la machine est stockée dans un tableau. Cependant, le type \prog{state} exporté par \prog{Netlist\underscore{}simulator} est persistent (le tableau est recopié à la fin de toutes les fonctions exportées par la signature du module), ce qui permet de gérer plutôt simplement un historique. +\item La liste des équations est précompilée en une liste de fonctions du type \prog{state -> state -> state} de manière à ce que la structure de ses éléments ne soit pas réexplorée à chaque cycle. Pour plus d'explications, consulter \emph{netlist\underscore{}simulator.ml}. +\end{itemize} + +\medskip + +Ces deux améliorations représentent un gain de temps d'un facteur 12 environ environ. A titre indicatif, la simulation de $84000$ cycles du circuit à $300$ variables \prog{clockHMS} prend $3s$. + +\subsection{Améliorations possibles} + +Le système actuel génère des erreurs très imprécises et ne vérifie pas la sémantique des fichiers de \textsc{rom} et des directives d'entrées. + +\end{document}
\ No newline at end of file diff --git a/rapport_simulateur.tm b/doc/rapport_simulateur.tm index a7352cf..a7352cf 100644 --- a/rapport_simulateur.tm +++ b/doc/rapport_simulateur.tm diff --git a/tp1_simulateur.pdf b/doc/tp1_simulateur.pdf Binary files differindex 0b7a29e..0b7a29e 100644 --- a/tp1_simulateur.pdf +++ b/doc/tp1_simulateur.pdf |