Examen IC 2009-2010-Q2-nivell-B_solucio

Examen final B
IC-09-10-Q2
Apellidos: ……………….………………………………………… Nombre:………………………………………… DNI:…………………………
SOLUCION Examen final IC parte B
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•
Duración de esta parte del examen: 2 horas.
Presentarse a este examen significa renunciar a la nota de evaluación continua de los objetivos de nivel B.
Cada ejercicio se tiene que resolver en el espacio reservado para ello junto a su enunciado.
No podéis utilizar calculadora, móvil, apuntes, etc.
La solución del examen se publicará en el Racó de la FIB y en Atenea mañana por la mañana.
Las notas se publicarán en el Racó de la FIB el día 28 de junio por la tarde.
La revisión será el 29 de junio a las 11:00 en el aula D6-003. Las notas definitivas se publicarán en el Racó de la FIB
al día siguiente.
Para algunos de los ejercicios son útiles las figuras y tablas que se muestran en la hoja aparte: Estructura a bloques del
SISP-I-1, Subsistema de Entrada/Salida (teclado/impresora), SISP-I-1 CONTROL LOGIC, Tabla resumen del formato y
codificación de las instrucciones SISA-I y Funcionalidades de la ALU.
Ejercicio 1 (Objetivos 2.5 y 2.13) (0.5 puntos)
Dado el esquema lógico del siguiente circuito combinacional y la tabla de verdad del bloque F, completad la
tabla de verdad del circuito.
x1
0
0
1
1
x0
0
1
0
1
w2
0
1
0
1
w1
0
1
1
1
w0
1
0
0
1
a
b
c
y1 y0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
Ejercicio 2 (Objetivo 2.12) (1 punto)
Dado el esquema lógico del siguiente circuito combinacional y sabiendo que los
tiempos de propagación de las puertas son: TNOT=10 u.t.; TOR=20 u.t. y TAND=20 u.t.; completad el siguiente
cronograma (cada división vertical corresponde a 10 u.t.).
1
1
1
0
1/7
Ejercicio 3 (Objetivos 3.1, 4.5, 3.4.2, 4.8.1, 4.10 y 4.7) (0,5 punto)
Escribid el valor lógico de los bits de salida del siguiente circuito (con buses y bloques de 8 bits) para los
siguientes valores de las entradas: X = 00110111, Y = 11000001 y Cin=0.
a
0
b
0
W7
0
W6
0
W5
0
W4
0
W3
1
W2
0
W1
0
W0
0
Ejercicio 4 (Objetivo 5.15) (1 punto)
Indicad cuál es el camino crítico (o uno de ellos si hay varios) y el tiempo de ciclo mínimo del circuito
secuencial formado por la unidad de control y la unidad de proceso que se muestran a continuación.
Considerad que:
•
•
•
•
El tiempo de propagación de cada uno de los dispositivos es: TNot = 10, TAnd = 20, TOr = 20, TF1 =30, TF2 =
30, TF3 = 40, TMUX =50, TBiestable = 100, TREG1 = 110 y TREG2 = 120 u.t.
La señal de entrada X está estable pasadas 130 u.t. desde que se produce el flanco ascendente de cada ciclo
de reloj.
La señal de entrada In está estable pasadas 120 u.t. desde que se produce el flanco ascendente de cada ciclo
de reloj.
La salida W debe estar estable 20 u.t. antes del flanco ascendente de cada ciclo de reloj.
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Ejercicio 5 (Objetivo 5.13) (1,5 puntos)
Dado el grafo de estados de un circuito secuencial de Moore, se pide lo siguiente.
a) Completad el cronograma simplificado que muestra el comportamiento del circuito (valor lógico del estado
y de las salidas) para la secuencia de valores indicada. (0,5 Puntos).
Num. Ciclo
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Estado: q1q0
00
00
00
01
01
10
11
01
10
11
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
010
010
011
011
100
101
011
100
101
010
Entrada: y
Salida z2z1z0
b) Escribid la tabla del estado siguiente (tabla de transiciones) y la tabla de salidas del circuito. (0,5 puntos)
Tabla de salidas:
Tabla de transiciones:
y
0
0
0
0
1
1
1
1
q1
0
0
1
1
0
0
1
1
q0
0
1
0
1
0
1
0
1
q 1+
0
1
1
0
0
0
1
0
q 0+
0
0
1
0
1
1
1
1
q1
q0
z2
0
0
1
1
z1
1
1
0
0
z0
0
1
0
1
c) Dibujad el esquema lógico que implementa el circuito con el mínimo número de biestables D y dos
memorias ROM. Indicad claramente: (0,5 puntos)
•
•
•
El nombre de todas las señales de entrada y salida del circuito.
Los bits de dirección de las dos ROMs, para saber el peso de los mismos, la dirección (en decimal) de la
primera y última palabra de la ROM y el contenido de cada palabra dentro del símbolo de cada ROM
(codificad las X de las tablas como 0 en las ROMs).
La entrada D y la salida Q de cada biestable.
3/7
*)).$
• !
• %#$
o o %
o o -).'(
• '# )(
• • *#+, • &
Ejercicio 6 (Objetivos 7.8 y 7.10) (1.5 puntos)
Completad el fragmento del grafo de estados de Moore correspondiente a la unidad de control para que junto la
UPG realice la funcionalidad descrita mediante un fragmento de código en C. Considerad que los datos son
enteros en complemento a dos. Indicad las etiquetas de los arcos y los mnemotécnicos de las palabras de control
asociados a cada estado que faltan.
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Ejercicio 7 (Objetivos 10.1) (1 punto)
Rellenad la siguiente tabla indicando los mnemotécnicos o las instrucciones del lenguaje máquina SISA-I que
faltan. Indicad el resultado ensamblado en hexadecimal. Indicad si hay alguna instrucción incorrecta (por algún
motivo no se puede ensamblar).
Mnemotécnico SISA-I
LD R7,18(R7)
MOVHI R4,lo(0xF36A)
BZ R4, -2
OUT 0x43, R7
Lenguaje Maquina SISA-I
0x3FD2
0x596A
0x68FE
0x7F43
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Ejercicio 8 (Objetivos 11.5) (1 punto)
Escribid sobre la siguiente tabla el valor de los bits que tiene la palabra de control del SISP-I-1 durante el ciclo
en que se ejecuta cada una de las instrucciones SISA-I que se indican. Poned x siempre que no se pueda saber el
valor de un bit (al no saber cómo se han implementado las x en la ROM de la lógica de control) o cuando no
importe el valor de ese bit para la ejecución correcta de la instrucción (aunque se pueda saber el valor
codificando la instrucción). Suponed que antes de ejecutar cada instrucción el contenido de los registros, de los
puertos de entrada y salida y de la memoria de datos es cero.
Palabra de Control del SISP-I-1
@D
b2
@A
b1
b0
b2
b1
OP
b0
F
b1
b0
b2
b1
b0
Rb/N
WrD
InLd/Alu
In/Ld
Wr-Out
Rd-In
TknBr
Instrucción SISA-I
Wr-Mem
ADDRIO
N
(hexa)
@B
b2
b1
b0
D3
D2
D1
(hexa)
D0
D1
D0
ST 9(R5), R0
0
1 0 0 x x 0 x
x
x
1
0 1
0
0
1
0
0
0 0
0
0
0
0
0
9
X
X
BZ R4, -2
1
0 0 0 x x 0 x
x
x
x
x
x
1
0
x
x
x
1 1
0
0
F
F
F
E
X
X
AND R3,R3,R1
0
0 0 0 x 0 1 0
1
1
0
1 1
0
0
0
0
0
1 0
0
1
X
X
X
X
X
X
IN R5, 18
0
0 1 0 1 1 1 1
0 1
x
x
x
x
x
x
x
x x
x
x
X
X
X
X
1
2
x
Ejercicio 9 (Objetivos 11.4) (1,5 puntos)
Completad las filas y columnas sombreadas en la siguiente tabla que representa en forma compacta el contenido
de la ROM de la lógica de control del SISP-I-1 (ROM-SISP-I-1-CTRL). Poned x siempre que un bit pueda
valer tanto 0 como 1. Tened en cuenta que cuando se ejecuta una instrucción con un código de operación que
no coincide con ninguno del SISA-I no se debe modificar el estado del computador, excepto el PC que se debe
incrementar para pasar a ejecutar la siguiente instrucción (podemos decir que estos códigos de operación no
usados hacen referencia a instrucciones NOP).
MxN
Mx@B
MxF
Mx@A
OP0
OP1
Rb/N
In/Ld
InLD/Alu
WrD
Wr-Out
Rd-In
Wr-Mem
Bz
Bnz
Not Used
I15
I14
I13
I12
I8
0
0
0
0
X
0
1
0
A/L
0
0
0
1
X
0
1
0
CMP
0
0
1
0
X
0
0
0
ADDI
0
0
1
1
X
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
x
0
LD
0
1
0
0
X
0
0
1
0
0
0
x
x
0
0
0
0
1
1
0
ST
0
1
0
1
0
0
0
x
MOVI
0
1
0
1
1
0
0
1
MOVHI
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
x
x
1
1
0
x
x
1
1
BZ
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
x
x
1
1
0
x
x
1
1
BNZ
0
1
1
1
0
1
x
x
IN
0
1
1
1
1
0
x
x
OUT
1
X
X
X
X
Not Used
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Ejercicio 10 (Objetivos 10.2) (0.5 puntos)
Indicad cuál es el estado del computador (el contenido de los registros del banco de registros y de las posiciones
de memoria modificadas, de los puertos de salida modificados, el registro PC, etc) después de la ejecución de
cada una de las siguientes instrucciones. Suponed que el contenido inicial de los registros y de las posiciones de
memoria es igual para todas las instrucciones y es el siguiente:
BANCO DE REGISTROS
Registro
Contenido
0x0000
R0
0x2454
R1
0x5656
R2
0xFFFF
R3
0x0000
R4
0x0001
R5
0x0006
R6
MEMORIA
Direccion Contenido
0x03AF
0x0000
0x63F7
0x0001
0xEB20
0x0002
0x3804
0x0003
0x7534
0x0004
0xA46A
0x0005
PC
0x0FA7
0x0003
R7
Instrucción
MOVI R4, 0x75
ST 3(R5), R5
CMPLT R1, R3, R7
LD R6, 1(R4)
Cambios en el estado del computador
R4=0x0075, PC=0x0FA8
M[0x0004]=0x0001, PC=0x0FA8
R4=0x0000, PC=0x0FA8
R6=0x63F7, PC=0x0FA8
7/7