Báo cáo project Môn Thực hành Kiến trúc máy tính Viết một chương trình sử dụng MIPS để vẽ một quả bóng di chuyển trên màn hình mô phỏng Bitmap của Mars). Nếu đối tượng đập vào cạnh của màn hình thì sẽ di chuyển theo chiều ngược lại.

Báo cáo project Môn Thực hành Kiến trúc máy tính Mã lớp 122032 Sinh viên Hoàng Trọng Nghiên 20184167 Mai Văn Linh 20184132 Vũ Minh Long 20184144 Nguyễn Việt Tùng 20184225 Phân công công việc Mai Văn L.\ Đề bài: Viết một chương trình sử dụng MIPS để vẽ một quả bóng di chuyển trên màn hình mô phỏng Bitmap của Mars). Nếu đối tượng đập vào cạnh của màn hình thì sẽ di chuyển theo chiều ngược lại. Yêu cầu: Thiết lập màn hình ở kích thước 512x512. Kích thước pixel 1x1. Quả bóng là một đường tròn. Chiều di chuyển phụ thuộc vào phím người dùng bấm, gồm có (di chuyển lên (W), di chuyển xuống (S), Sang trái (A), Sang phải (D) trong bộ giả lập Keyboard and Display MMIO Simulator). Tốc độ bóng di chuyển là không đổi. Vị trí bóng ban đầu ở giữa màn

Báo cáo project Môn Thực hành Kiến trúc máy tính

Mã lớp: 122032 Sinh viên:

Hoàng Trọng Nghiên - 20184167 Mai Văn Linh - 20184132

Vũ Minh Long - 20184144 Nguyễn Việt Tùng - 20184225

Phân công công việc

Mai Văn Linh và Nguyễn Việt Tùng: Bài 2

Hoàng Trọng Nghiên và Vũ Minh Long: Bài 10

Bài 2:

Đề bài:

Viết một chương trình sử dụng MIPS để vẽ một quả bóng di chuyển trên màn hình

mô phỏng Bitmap của Mars) Nếu đối tượng đập vào cạnh của màn hình thì sẽ di chuyển theo chiều ngược lại

Yêu cầu:

- Thiết lập màn hình ở kích thước 512x512 Kích thước pixel 1x1

- Quả bóng là một đường tròn

Chiều di chuyển phụ thuộc vào phím người dùng bấm, gồm có (di chuyển lên (W), di chuyển xuống (S), Sang trái (A), Sang phải (D) trong bộ giả lập Keyboard and Display MMIO Simulator) Tốc độ bóng di chuyển là không đổi Vị trí bóng ban đầu ở giữa màn hình.

I Phân tích cách làm

II Mã nguồn

1 Biến khởi tạo

.data

frameBuffer: space 0x100000 # 512 wide x 512 high pixels

tail: word 0 # location of rail on bit map display

circleUp: word 0x0000ff00 # green pixel for when snaking moving up circleDown: word 0x0100ff00 # green pixel for when snaking moving down circleLeft: word 0x0200ff00 # green pixel for when snaking moving left circleRight: word 0x0300ff00 # green pixel for when snaking moving right

xConversion: word 512 # x value for converting xPos to bitmap display

yConversion: word 4 # y value for converting (x, y) to bitmap display

2 Vẽ border

.text

main:

# draw border

la $t0, frameBuffer # load frame buffer addres

li $t1, 512 # save 512*512 pixels

li $t2, 0xFF4500 # load light gray color

drawBorderTop:

sw $t2, 0($t0) # color Pixel black

addi $t0, $t0, 4 # go to next pixel

addi $t1, $t1, -1 # decrease pixel count

bnez $t1, drawBorderTop # repeat unitl pixel count == 0

# Bottom wall section

la $t0, frameBuffer # load frame buffer addres

addi $t0, $t0, 1046528 # set pixel to be near the bottom left addi $t1, $zero, 512 # t1 = 512 length of row

drawBorderBot:

sw $t2, 0($t0) # color Pixel black

addi $t0, $t0, 4 # go to next pixel

addi $t1, $t1, -1 # decrease pixel count

bnez $t1, drawBorderBot # repeat unitl pixel count == 0

# left wall section

la $t0, frameBuffer

addi $t1, $zero, 511 # t1 = 512 length of col

drawBorderLeft:

sw $t2, 0($t0) # color Pixel black

addi $t0, $t0, 2048 # go to next pixel

addi $t1, $t1, -1 # decrease pixel count

bnez $t1, drawBorderLeft # repeat unitl pixel count == 0

# Right wall section

la $t0, frameBuffer # load frame buffer address

addi $t0, $t0, 2044 # make starting pixel top right

addi $t1, $zero, 511 # t1 = 512 length of col

drawBorderRight:

sw $t2, 0($t0) # color Pixel black

addi $t0, $t0, 2048 # go to next pixel

addi $t1, $t1, -1 # decrease pixel count

bnez $t1, drawBorderRight # repeat unitl pixel count == 0

3 Nhận input từ Keyboard

gameUpdateLoop:

lw $t3, 0xffff0004 # get keypress from keyboard input

### Sleep for 66 ms so frame rate is about 15

addi $v0, $zero, 32 # syscall sleep

addi $a0, $zero, 66 # 66 ms

syscall

beq $t3, 100, moveRight # if key press = 'd' branch to moveright beq $t3, 97, moveLeft # else if key press = 'a' branch to moveLeft beq $t3, 119, moveUp # if key press = 'w' branch to moveUp

beq $t3, 115, moveDown # else if key press = 's' branch to moveDown

beq $t3, 0, moveUp # start game moving up

moveUp:

lw $s3, circleUp # s3 = direction of circle

add $a0, $s3, $zero # a0 = direction of circle

jal updatecircle

# move the circle

jal updateCirclePosition

j exitMoving

moveDown:

lw $s3, circleDown # s3 = direction of circle

add $a0, $s3, $zero # a0 = direction of circle

jal updatecircle

# move the circle

jal updateCirclePosition

j exitMoving

moveLeft:

lw $s3, circleLeft # s3 = direction of circle

add $a0, $s3, $zero # a0 = direction of circle

jal updatecircle

# move the circle

jal updateCirclePosition

j exitMoving

moveRight:

lw $s3, circleRight # s3 = direction of circle

add $a0, $s3, $zero # a0 = direction of circle

jal updatecircle

# move the circle

jal updateCirclePosition

j exitMoving

exitMoving:

j gameUpdateLoop # loop back to beginning

4 Vẽ hình tròn và di chuyển hình tròn

# updatecircle: get position center circle -> Velocity -> check -? print

# getNextPosUp: *******************************************************

# getNextPosDown ***************************************************

# getNextPosLeft ***************************************************

# getNextPosRight ***************************************************

#

updatecircle:

addiu $sp, $sp, -24 # allocate 24 bytes for stack

sw $fp, 0($sp) # store caller's frame pointer

sw $ra, 4($sp) # store caller's return address

addiu $fp, $sp, 20 # setup updatecircle frame pointer

### DRAW HEAD

lw $t0, xPos # t0 = xPos of circle

lw $t1, yPos # t1 = yPos of circle

lw $t2, xConversion # t2 = 512

mult $t1, $t2 # yPos * 512

mflo $t3 # t3 = yPos * 64

add $t3, $t3, $t0 # t3 = yPos * 64 + xPos

lw $t2, yConversion # t2 = 4

mult $t3, $t2 # (yPos * 64 + xPos) * 4

mflo $t0 # t0 = (yPos * 64 + xPos) * 4

la $a1, tail

sw $t0,0($a1)

la $t1, frameBuffer # load frame buffer address

add $t0, $t1, $t0 # t0 = (yPos * 64 + xPos) * 4 + frame address

li $t5, 31

li $t6, 0x00FFFF00 # t6 - yellow

beq $a0, 0x0000ff00, getNextPosUp # xem huong di de doi chieu neu la canh tren

beq $a0, 0x0100ff00, getNextPosDown

beq $a0, 0x0200ff00, getNextPosLeft

beq $a0, 0x0300ff00, getNextPosRight

addi $t7, $t0, -32768 # o 16 phia tren

lw $t8 ,0($t7) # lay mau

beq $t8, 0xFF4500, swapVelocityUp # dung mau thi doi huong

j loop # in ra binh thuong

getNextPosDown:

addi $t7, $t0, 30720 # o 16 phia duoi

lw $t8 ,0($t7) # lay mau

beq $t8, 0xFF4500, swapVelocityDown # dung mau thi doi huong

j loop # in ra binh thuong

getNextPosLeft:

addi $t7, $t0, -64

lw $t8 ,0($t7)

beq $t8, 0xFF4500, swapVelocityLeft

j loop

getNextPosRight:

addi $t7, $t0, 64

lw $t8 ,0($t7)

beq $t8, 0xFF4500, swapVelocityRight

j loop

#star print circle

loop:

lw $t0, xPos # t0 = xPos of circle

lw $t1, yPos # t1 = yPos of circle

addi $t2,$t0,-15 # ban kinh bang 15

addi $t3,$t1,-15

addi $t4,$t1,15

li $t5,31 # t5 = 15+15+1

circle:

sub $t7,$t2,$t0 # t7 = toa do diem tru toa do tam theo x

mul $t7,$t7,$t7 # binh phuong

sub $t8,$t3,$t1 # giong t7 nhung la theo y

mul $t8,$t8,$t8

add $t9,$t7,$t8 # x^2 + y^2

addi $t9,$t9,-225 # - R^2

bltzal $t9,circle15 # so sanh vo 0 neu nho hon thi chuyen den buoc tiep theo

addi $t2,$t2,1 # tang x va lap lai

addi $t5, $t5, -1

beqz $t5, reset

bnez $t5, circle

reset: # tang y len 1 dua x ve gia tri ban dau

li $t5,31

addi $t2,$t2,-31

addi $t3,$t3,1

beq $t3,$t4,sleep

j circle

circle15: # neu da nam trong vong tron 15 thi can theo dieu kien nam ngoai duong tron ban kinh 14

addi $t9,$t9,29 # 29 = 15^2-14^2

bgezal $t9,print # thoa man thi in ra khong thi quay lai lap

addi $t2,$t2,1

addi $t5, $t5, -1

j circle

print:

lw $t7, xConversion # t7 = 512

mult $t3, $t7 # yPos * 512

mflo $s3 # s3 = yPos * 64

add $s3, $s3, $t2 # s3 = yPos * 64 + xPos

lw $s4, yConversion # s4 = 4

mult $s3, $s4 # (yPos * 64 + xPos) * 4

mflo $s5 # s5 = (yPos * 64 + xPos) * 4

la $s6, frameBuffer # load frame buffer address

add $s5, $s5, $s6 # s5 = (yPos * 64 + xPos) * 4 + frame address

sw $t6,0($s5)

addi $t2,$t2,1

addi $t5, $t5, -1

j circle

sleep:

move $a1 , $a0

addi $v0, $zero, 32 # syscall sleep

addi $a0, $zero, 400 # 400 ms

syscall

#end print circle

move $a0 , $a1

### Set Velocity

lw $t2, circleUp # load word circle up = 0x0000ff00

beq $a0, $t2, setVelocityUp # if head direction and color == circle up branch to setVelocityUp

lw $t2, circleDown # load word circle down = 0x0100ff00

beq $a0, $t2, setVelocityDown # if head direction and color == circle down branch to setVelocityUp

lw $t2, circleLeft # load word circle left = 0x0200ff00

beq $a0, $t2, setVelocityLeft # if head direction and color == circle left branch to setVelocityUp

lw $t2, circleRight # load word circle right = 0x0300ff00

beq $a0, $t2, setVelocityRight # if head direction and color == circle right branch to setVelocityUp

setVelocityUp:

addi $t5, $zero, 0 # set x velocity to zero

addi $t6, $zero, -20 # set y velocity to -1

sw $t5, xVel # update xVel in memory

sw $t6, yVel # update yVel in memory

j removeCirle # xoa di de them moi

setVelocityDown:

addi $t5, $zero, 0 # set x velocity to zero

addi $t6, $zero, 20 # set y velocity to 1

sw $t5, xVel # update xVel in memory

sw $t6, yVel # update yVel in memory

j removeCirle

setVelocityLeft:

addi $t5, $zero, -20 # set x velocity to -1

addi $t6, $zero, 0 # set y velocity to zero

sw $t5, xVel # update xVel in memory

sw $t6, yVel # update yVel in memory

j removeCirle

setVelocityRight:

addi $t5, $zero, 20 # set x velocity to 1

addi $t6, $zero, 0 # set y velocity to zero

sw $t5, xVel # update xVel in memory

sw $t6, yVel # update yVel in memory

j removeCirle

swapVelocityUp: # neu gap canh thi doi chieu

li $t3, 0xffff0004 # dia chi cua keyboard

li $t4, 115 # s

sw $t4,0($t3) # luu lai

j moveDown # if head direction and color == circle down branch to

setVelocityUp

swapVelocityDown: # tuong tu

li $t3, 0xffff0004

li $t4, 119

sw $t4,0($t3)

j moveUp # if head direction and color == circle down branch to

setVelocityUp

swapVelocityLeft:

li $t3, 0xffff0004

li $t4, 100

sw $t4,0($t3)

j moveRight # if head direction and color == circle down branch to

swapVelocityRight:

li $t3, 0xffff0004

li $t4, 97

sw $t4,0($t3)

j moveLeft # if head direction and color == circle down branch to setVelocityUp

removeCirle: #xoa di de them moi # xoa giong in chi khac la thay bang mau blaclk

li $t5, 31

li $t6, 0x00000000 # t6 - black

lw $t0, xPos # t0 = xPos of circle

lw $t1, yPos # t1 = yPos of circle

addi $t2,$t0,-15

addi $t3,$t1,-15

addi $t4,$t1,15

circle_r:

sub $t7,$t2,$t0

mul $t7,$t7,$t7

sub $t8,$t3,$t1

mul $t8,$t8,$t8

add $t9,$t7,$t8

addi $t9,$t9,-225

bltzal $t9,circle15_r

addi $t2,$t2,1

addi $t5, $t5, -1

beqz $t5, reset_r

bnez $t5, circle_r

reset_r:

li $t5,31

addi $t2,$t2,-31

addi $t3,$t3,1

beq $t3,$t4,sleep_r

j circle_r

circle15_r:

addi $t9,$t9, 29 # 15 binh phuong tru 14 binh phuong

bgezal $t9,print_r

addi $t2,$t2,1

addi $t5, $t5, -1

j circle_r

print_r:

lw $t7, xConversion # t2 = 512

mult $t3, $t7 # yPos * 512

mflo $s3 # t3 = yPos * 64

add $s3, $s3, $t2 # t3 = yPos * 64 + xPos

lw $s4, yConversion # t2 = 4

mult $s3, $s4 # (yPos * 64 + xPos) * 4

mflo $s5 # t0 = (yPos * 64 + xPos) * 4

la $s6, frameBuffer # load frame buffer address

add $s5, $s5, $s6 # t0 = (yPos * 64 + xPos) * 4 + frame address

sw $t6,0($s5)

addi $t2,$t2,1

addi $t5, $t5, -1

j circle_r

sleep_r:

move $a1 , $a0

addi $v0, $zero, 32 # syscall sleep

addi $a0, $zero, 1 # 1000 ms

syscall

move $a0 , $a1

### update new Tail

lw $t5, circleUp # load word circle up = 0x0000ff00

beq $t5, $a0, setNextTailUp # if tail direction and color == circle up branch to setNextTailUp

lw $t5, circleDown # load word circle down = 0x0100ff00 beq $t5, $a0, setNextTailDown # if tail direction and color == circle down

branch to setNextTailDown

lw $t5, circleLeft # load word circle left = 0x0200ff00 beq $t5, $a0, setNextTailLeft # if tail direction and color == circle left branch to setNextTailLeft

lw $t5, circleRight # load word circle right = 0x0300ff00 beq $t5, $a0, setNextTailRight # if tail direction and color == circle right branch to setNextTailRight

setNextTailUp:

la $t0,tail

addi $t0, $t0, -2048 # tail = tail - 2048

sw $t0, tail # store tail in memory

j exitUpdatecircle

setNextTailDown:

la $t0,tail

addi $t0, $t0, 2048 # tail = tail + 2048

sw $t0, tail # store tail in memory

j exitUpdatecircle

setNextTailLeft:

la $t0,tail

addi $t0, $t0, -4 # tail = tail - 4

sw $t0, tail # store tail in memory

j exitUpdatecircle

setNextTailRight:

la $t0,tail

addi $t0, $t0, 4 # tail = tail + 4

sw $t0, tail # store tail in memory

j exitUpdatecircle

exitUpdatecircle:

lw $ra, 4($sp) # load caller's return address

lw $fp, 0($sp) # restores caller's frame pointer

addiu $sp, $sp, 24 # restores caller's stack pointer

jr $ra # return to caller's code

updateCirclePosition:

addiu $sp, $sp, -24 # allocate 24 bytes for stack

sw $fp, 0($sp) # store caller's frame pointer

sw $ra, 4($sp) # store caller's return address

addiu $fp, $sp, 20 # setup updatecircle frame pointer

lw $t3, xVel # load xVel from memory

lw $t4, yVel # load yVel from memory

lw $t5, xPos # load xPos from memory

lw $t6, yPos # load yPos from memory

add $t5, $t5, $t3 # update x pos

add $t6, $t6, $t4 # update y pos

sw $t5, xPos # store updated xpos back to memory

sw $t6, yPos # store updated ypos back to memory

lw $ra, 4($sp) # load caller's return address

lw $fp, 0($sp) # restores caller's frame pointer

addiu $sp, $sp, 24 # restores caller's stack pointer

jr $ra # return to caller's code

III Kết quả chạy mô phỏng

Bài 10:

Đề bài:

Sử dụng 2 ngoại vi là bàn phím và led 7 thanh để xây dựng một máy tính bỏ túi đơn giản Hỗ trợ các phép toán +, -, *, / Do trên bàn phím không có các phím trên nên sẽ dùng các phím

- Bấm phím a để nhập phép tính +

- Bấm phím b để nhập phép tính –

- Bấm phím c để nhập phép tính *

- Bấm phím d để nhập phép tính /

- Bấm phím f để nhập phép =

Yêu cầu cụ thể như sau:

- Khi nhấn các phím số, hiển thị lên LED, do chỉ có 2 LED nên chỉ hiện thị 2 số cuối cùng Ví dụ khi nhấn phím 1  hiện thị 01 Khi nhấn thêm phím 2  hiển thị 12 Khi nhấn thêm phím 3  hiển thị 23.

- Sau khi nhập số, sẽ nhập phép tính + - * /

- Sau khi nhấn phím f (dấu =) , tính toán và hiển thị kết quả lên LED.

I Phân tích cách làm

II Mã nguồn

1 Biến khởi tạo

.data

Message: asciiz "Loi chia cho 0"

.eqv IN_ADRESS_HEXA_KEYBOARD 0xFFFF0012

.eqv OUT_ADRESS_HEXA_KEYBOARD 0xFFFF0014

.eqv SEVENSEG_RIGHT 0xFFFF0010 # dia chi den LED 7 doan phai

.eqv SEVENSEG_LEFT 0xFFFF0011 # dia chi den LED 7 doan trai

2 Chạy polling

.text

main:

li $t1, IN_ADRESS_HEXA_KEYBOARD

li $t2, OUT_ADRESS_HEXA_KEYBOARD

li $t3, 0x08 # duyet hang c,d,e,f

li $t4, 0x01 # duyet hang 0,1,2,3

li $t5, 0x02 # duyet hang 4,5,6,7

li $t6, 0x04 # duyet hang 8,9,a,b

li $s0, 0x3f # Ma hien thi hang don vi

li $a1, 0x3f # Ma hien thi hang chuc

polling:

lbu $t0, 0($t2) # $t0 = ma phim quet duoc $t0=0 neu ko co phim nao dc an

bnez $t0, switch_button

nop

sb $t4, 0($t1 ) # Quet hang 0,1,2,3

lbu $t0, 0($t2)

bnez $t0, switch_button

nop

sb $t5, 0($t1 ) # Quet hang 4,5,6,7

lbu $t0, 0($t2)

bnez $t0, switch_button

nop

sb $t6, 0($t1 ) # Quet hang 8,9,a,b

lbu $t0, 0($t2)

switch_button:

beq $t0, 0x00, free # Ko an phím nào beq $t0, 0x11, case_0 # An phím 0

beq $t0, 0x21, case_1 # An phím 1

beq $t0, 0x41, case_2 # An phím 2

beq $t0, 0x81, case_3 # An phím 3

beq $t0, 0x12, case_4 # An phím 4

beq $t0, 0x22, case_5 # An phím 5

beq $t0, 0x42, case_6 # An phím 6

beq $t0, 0x82, case_7 # An phím 7

beq $t0, 0x14, case_8 # An phím 8

beq $t0, 0x24, case_9 # An phím 9

beq $t0, 0x44, case_a # An phím a

beq $t0, 0x84, case_b # An phím b

beq $t0, 0x18, case_c # An phím c

beq $t0, 0x28, case_d # An phím d

beq $t0, 0x88, case_f # An phím f

nop

case_0:

li $a0, 0x3f # $a0 = ma hien thi so 0

li $s2, 0 # $s2 = gia tri phim dc an

j process_button

case_1:

li $a0, 0x06 # $a0 = ma hien thi so 1

li $s2, 1

j process_button

case_2:

li $a0, 0x5B # $a0 = ma hien thi so 2

li $s2, 2

j process_button

case_3:

li $a0, 0x4f # $a0 = ma hien thi so 3

li $s2, 3

j process_button

case_4:

li $a0, 0x66

li $s2, 4

j process_button

case_5:

li $a0, 0x6D

li $s2, 5

j process_button

case_6:

li $a0, 0x7d

li $s2, 6

j process_button

case_7:

li $a0, 0x07

li $s2, 7

j process_button

case_8:

li $a0, 0x7f

li $s2, 8

j process_button