🖥️ CompSim — RISC-V Assembly Lab

Projeto acadêmico desenvolvido para a disciplina de Laboratório de Organização e Arquitetura de Computadores (CIN0012) — CIn/UFPE (2026)

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📌 Sobre o Projeto

Este repositório contém as implementações das atividades práticas realizadas no simulador CompSim, desenvolvido pelo Laboratório de Organização e Arquitetura de Computadores da UFPE. Todos os programas são escritos em Assembly RISC-V, explorando desde operações aritméticas simples até entrada/saída com periféricos virtuais como teclado, tela e Arduino.

O CompSim é uma plataforma de simulação baseada no paradigma Platform Based Design (PBD), que permite criar, configurar e simular programas sobre uma plataforma virtual composta por CPU, memória cache, RAM e periféricos.

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📁 Estrutura do Repositório

project2/
├── atividade1.asm   # Operações aritméticas e condicionais simples
├── atividade2.asm   # Estrutura if-else em Assembly RISC-V
├── atividade3.asm   # Desvio condicional com fluxograma
├── atividade4.asm   # Escrita de strings na tela (loop)
├── atividade5.asm   # Leitura do teclado e escrita na tela
└── atividade6.asm   # Entrada e saída na plataforma Arduino Virtual

Arquivo	Descrição
atividade1.asm	Soma de dois valores v1 e v2, resultado em v3
atividade2.asm	Estrutura condicional: if (b < m) m = a + b; else m = a - b
atividade3.asm	Desvio condicional com igualdade (i == j) e operações sobre f, g, h
atividade4.asm	Impressão completa de string na tela via loop
atividade5.asm	Echo de caracteres lidos do teclado até *
atividade6.asm	Controle de LEDs com botão no Arduino Virtual

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🧩 Atividades

Atividade 1 — Soma de Valores na Memória

Arquivo: atividade1.asm

Nesta atividade, dois valores v1 e v2 são armazenados na memória e carregados nos registradores. O programa realiza a soma dos dois e armazena o resultado no endereço de v3.

O objetivo é exercitar o uso das instruções lw (load word), add (adição entre registradores) e sw (store word), que são fundamentais em qualquer programa Assembly RISC-V.

Casos de teste:

v1	v2	v3 (esperado)
5	10	15
14	7	21
25	12	37

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Atividade 2 — Estrutura if-else

Arquivo: atividade2.asm

Implementação da seguinte estrutura de alto nível em Assembly RISC-V:

int a = 6;
int b = 15;
int m = 0;

m = a;
if (b < m)
    m = a + b;
else
    m = a - b;

O programa usa a instrução blt (branch if less than) para implementar o desvio condicional. Os valores de a e b podem ser modificados conforme a tabela de casos de teste.

Casos de teste:

a	b	m (esperado)
6	15	?
14	7	?
25	12	?

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Atividade 3 — Desvio Condicional com Fluxograma

Arquivo: atividade3.asm

Implementação do seguinte fluxograma em Assembly RISC-V:

if (i == j)
    f = g + h
else
    f = g - h

As variáveis f, g, h, i e j estão armazenadas respectivamente nos registradores x19, x20, x21, x22 e x23.

O desvio condicional usa a instrução beq (branch if equal). Quando i == j, o fluxo executa f = g + h; caso contrário, executa f = g - h via desvio para a label Else.

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Atividade 4 — Impressão de String na Tela (Loop)

Arquivo: atividade4.asm

Nesta atividade, o programa percorre uma string armazenada na memória caractere por caractere usando um loop, escrevendo cada byte na porta de vídeo (0x400) do CompSim.

A lógica envolve:

• Carregar o endereço base da string em um registrador
• Usar lb (load byte) para ler cada caractere
• Escrever o byte na porta de vídeo com sb (store byte)
• Incrementar o ponteiro e repetir até o terminador nulo

💡 Dica: A string é definida com a diretiva .string "..." e utiliza o terminador NUL (\0) para sinalizar o fim.

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Atividade 5 — Leitura do Teclado e Escrita na Tela

Arquivo: atividade5.asm

O programa lê continuamente caracteres do teclado virtual (porta 0x401) e os exibe na tela (porta 0x400), em um loop que só é finalizado quando o caractere * é digitado.

Mapa de portas utilizado:

Periférico	Porta (Hex)	Operação
Vídeo	0x400	Escrita de caractere
Keyboard	0x401	Leitura de caractere

💡 Dica: O código ASCII do * é 0x2A (42 em decimal). Use a tabela ASCII disponível em Tools > ASCII Table no CompSim.

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Atividade 6 — Entrada e Saída na Plataforma Arduino Virtual

Arquivo: atividade6.asm

Configuração da plataforma CompSim para o Arduino Virtual e implementação de controle de LEDs com leitura de botão digital.

Comportamento do sistema:

• O sistema possui 6 LEDs conectados aos GPIOs 2 a 7
• Inicia com o LED da porta 2 aceso
• Quando o botão for pressionado, o LED da porta atual apaga e o seguinte acende
• Ao alcançar o LED 7, o sistema retorna ao início (porta 2)

Portas utilizadas:

Periférico	Porta (Dec)	Porta (Hex)	Operação
Arduino – PortB (pin 8-13)	1026	0x402	Leitura dos bits dos pinos
Arduino – PortC (pin A0-A5)	1029	0x405	Escrita dos bits dos pinos

💡 Dica: Use instruções de deslocamento (slli, srli) para controlar qual LED está aceso de forma eficiente.

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⚙️ Como Usar o CompSim

1. Baixar o simulador: Acesse o arquivo CompSimRISCVIntegrado.zip disponível no link: http://compsim.crato.ifce.edu.br/download.html
2. Extrair o .zip na sua máquina
3. Executar o arquivo CompSim.exe
4. Criar a plataforma: No menu Platform, configure CPU, memória e periféricos conforme a atividade
5. Editar o código: Use o editor integrado (aba Code) para escrever seu programa Assembly
6. Montar e simular: Clique em Run, Step ou Fast Run para executar

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📖 Instruções RISC-V Utilizadas

Instrução	Sintaxe	Descrição
lw	lw reg, desl(reg_base)	Carrega word da memória
sw	sw reg, desl(reg_base)	Salva word na memória
lb	lb reg, desl(reg_base)	Carrega byte da memória
sb	sb reg, desl(reg_base)	Salva byte na memória
add	add regi, regj, regk	Soma dois registradores
addi	addi regi, regj, cte	Soma registrador com imediato
sub	sub regi, regj, regk	Subtrai dois registradores
and	and regi, regj, regk	AND lógico
beq	beq regi, regj, desl	Desvia se regi == regj
bne	bne regi, regj, desl	Desvia se regi != regj
jal	jal regi, desl	Jump and link
halt	halt	Para a simulação

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🧠 Conceitos Abordados

• ✅ Controle de fluxo: desvios condicionais e incondicionais (beq, bne, jal)
• ✅ Acesso à memória: lw, sw, lb, sb
• ✅ Diretivas do assembler: .word, .byte, .string, .align
• ✅ E/S mapeada em memória (Memory-Mapped I/O)
• ✅ Loops em Assembly
• ✅ Periféricos virtuais: Vídeo, Teclado, Arduino

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👥 Integrantes

Nome	E-mail
Caio Agrelli	caarr@cin.ufpe.br
Lucas David	ldlf@cin.ufpe.br

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🏫 Contexto Acadêmico

Campo	Informação
Disciplina	Laboratório de Organização e Arquitetura de Computadores
Instituição	Centro de Informática – UFPE (CIn)
Professores	Edna Barros e Victor Medeiros
Simulador	CompSim (v2.0.0a)
Arquitetura	RISC-V RV32I
Ano	2026