Examen 23 de Diciembre de 2011

Transcripción

1 Instrucciones Examen 23 de Diciembre de 2011 Indique su nombre completo y número de cédula en cada hoja. Numere todas las hojas e indique la cantidad total de hojas que entrega en la primera. Escriba las hojas de un solo lado. Empiece cada ejercicio en una hoja nueva. Sólo se contestarán dudas de letra. No se aceptarán dudas los últimos 30 minutos del examen. Duración: 3 horas. Requisito para Aprobación: 1 problema y medio correctamente resueltos Problema 1 La empresa NOTEQUEMES S.A. desea implementar un sistema de sofocación de incendios, para lo cual se cuenta con K sensores de humo, una sirena y un sistema de rociadores de agua. Cada vez que un sensor de humo cambia su valor se produce una interrupción, que invoca a la rutina Sensores(), quedando disponible en el puerto de E/S de solo lectura en la dirección SENSOR el número del sensor que cambió, y en el puerto de E/S de solo lectura en la dirección VALOR el nuevo valor del sensor. El sistema de sofocación de incendios reaccionará ante los cambios de valor detectados en los sensores de la forma que se describe a continuación: Valor del sensor Nivel de Alerta Activa PAI Activa PSI Verde Nunca Nunca 1 a Naranja #Sensores = [1..N] #Sensores > N 151 a Rojo Nunca #Sensores > 0 El PSI (Protocolo de Sofocación de Incendios) se activa en los siguientes escenarios: Se detecta al menos un sensor en estado Rojo. Se detectan más de N sensores en estado Naranja. El PAI (Protocolo de Alerta de Incendios) se activa en el siguiente escenario: Se detecta 1 o más sensores en estado Naranja y no se da ninguna de las condiciones de activación de PSI. Al activarse el PSI se debe prender el sistema de rociadores de agua, escribiendo un 1 en el bit 0 (menos significativo) del puerto de E/S de solo escritura en la dirección SALIDAS. También se debe prender la alarma sonora en modo evacuación escribiendo un 1 en el bit 1 del puerto SALIDAS. El PSI se desactiva al pulsar un botón cuyo estado es accesible en el bit más significativo del puerto de E/S de solo lectura PSI_DESACTIVADO (1 si el botón está pulsado). Al activarse el PAI se debe prender la alarma sonora en modo detección de humo escribiendo un 1 en el bit 2 del puerto de E/S de solo escritura en la dirección SALIDAS, hasta que ya no se cumplan las condiciones de activación del PAI. Cesadas las condiciones de activación del PAI se debe permanecer con la alarma sonora prendida durante un tiempo extra de 1 minuto. Se dispone de un timer que genera una interrupción invocando a la rutina Tiempo(). El timer tiene una frecuencia de 1Hz. Se pide: Escribir en un lenguaje de alto nivel (preferentemente C) todas las rutinas necesarias para implementar el sistema de sofocación de incendios descripto. Solución: Departamento de Arquitectura Página 1 de 13

2 #define true 1 #define false 0 #define VERDE 0 #define NARANJA 1 #define ROJO 2 int nivelsensores[k] = {0; int cambiodetectado = false; int PSIActivo = false; int PAIActivo = false; int desactivando = false; int timer = 0; Sensores() { int sensorid = in(sensor); int valor = in(valor); int nivelanterior = nivelsensores[sensorid]; nivelsensores[sensorid] = (valor == 0)? VERDE : ((valor < 151)? NARANJA : ROJO); if (nivelanterior!= nivelsensores[sensorid]) { cambiodetectado = true; Timer() { timer++; if (desactivando && timer == 60) { desactivando = false; PAIActivo = false; out(salidas, 0x00); int main() { // instalar interrupciones // habilitar interrupciones while(true) { if (PSIActivo) { if (in(psi_desactivado) >= 0x80) { PSIActivo = false; Departamento de Arquitectura Página 2 de 13

3 out(salidas, 0x00); else if (cambiodetectado) { cambiodetectado = false; int rojos = SensoresEnNivel(ROJO); int naranjas = SensoresEnNivel(NARANJA); if ( rojos > 0 naranjas > N ) ActivarPSI(); else if (naranjas > 0) ActivarPAI(); else DesactivarPAI(); return 0; int SensoresEnNivel(int estado) { int res = 0; for (int = 0; i<k; i++) { res += (nivelsensores[i] == estado)? 1: 0; return res; void ActivarPSI() { if (!PSIActivo) { desactivando = false; PSIActivo = true; out(salidas, 0x03); void ActivarPAI() { if (!PAIActivo &&!PSIActivo) { PAIActivo = true; out(salidas, 0x04); Departamento de Arquitectura Página 3 de 13

4 void DesactivarPAI() { if (PAIActivo &&!desactivando) { timer = 0; desactivando = true; Departamento de Arquitectura Página 4 de 13

5 Problema 2 Se quiere implementar un circuito combinatorio utilizando ROM que dados 2 números enteros representados como BCD empaquetado de 2 dígitos, calcule el Mínimo Común Múltiplo de dichos números y lo devuelva en un entero representado como BCD empaquetado de 4 dígitos. Para la implementación se dispone de las siguientes ROM: -2 ROM 32K x 8-2 ROM 8K x 16-1 ROM 8K x 32 Se pide: a) Especificar tamaño y organización de la ROM necesaria para resolver el problema. Construirla y dibujar el circuito completo. Se dispone de compuertas lógicas básicas. b) Escribir el programa necesario para cargar la ROM compuesta. Especificar el contenido de la ROM en la dirección b. Nota: recordar que el mcm(a,b) es el mínimo de los m, m >=1 que cumplen que m%a = 0 y m%b = 0. Solución: ROM1: a) Se necesita un circuito con 2 entradas de 8 bits y una salida de 16 bits. Construiremos una ROM con un espacio de direcciones de 16 bits y ancho de palabra de 16 bits. Por lo tanto la ROM a construir es de 64K x 16. Cada palabra almacenara el mínimo común múltiplo en BCD de los numeros en BCD correspondientes a las entradas de dirección bajas de 8 bits y altas de 8 bits. Se construiran las siguientes ROMs: ROM1 32K x 16 a partir de las 2 ROM 32K x 8 ROM2 16K x 16 a partir de las 2 ROM 8K x 16 ROM3 16K x 16 a partir de la ROM 8K x 32 ROM4 32K x 16 a partir de ROM2 y ROM3 ROM5 64K x 16 a partir de ROM1 y ROM4 Departamento de Arquitectura Página 5 de 13

6 ROM2: ROM3: Departamento de Arquitectura Página 6 de 13

7 ROM4: ROM5: b) short ROM [65536]; int cargar(int direccion) { bcd1 = (direccion & 0xFF00) >> 8; bcd2 = (direccion & 0x00FF); return int2bcd(mcm(bcd2int(bcd1), bcd2int(bcd2))); int bcd2int(int bcd) { d1 = (bcd & 240) >> 4; d2 = bcd & 15; return (d1 * 10) + d2; Departamento de Arquitectura Página 7 de 13

8 int int2bcd(int num) { d1 = num / 1000; d2 = (num / 100) % 10; d3 = (num / 10) % 10; d4 = num % 10; bcd = (d1 << 12) (d2 << 8 ) (d3 << 4) d4; return bcd; int mcm(int a, int b) { for(int i = (a > b? a : b);; i++) if(!(i % a) &&!(i % b)) return i; void cargarrom64k() { for(int i = 0; i < 65536; i++) ROM[i] = cargar(i); Dado que b corresponde a los operandos 65 y 13 y resulta que el mcm(65, 13) = 65, entonces el contenido de la ROM es 13 en BCD = b Departamento de Arquitectura Página 8 de 13

9 Problema 3 La empresa Rodolfo el Reno S.A. especializada en artículos navideños desea desarrollar un nuevo sistema innovador en luces navideñas. luces navideñas El mismo utiliza luces de tres colores (rojo, verde y azul) que se encienden y apagan a intervalos regulares de tiempo, de acuerdo a la posición de un switch que indica el modo de funcionamiento del kit como puede verse en la siguiente tabla: Valor del switch Descripción del funcionamiento 0 Todas las luces apagadas 1 Todas las luces encendidas 2 Se encienden secuencialmente Rojo, Verde y Azul durante 1 segundo cada uno 3 Se encienden secuencialmente Rojo, Verde y Azul durante 2 segundos cada uno El circuito deberá tener 3 salidas (LuzRoja, LuzVerde y LuzAzul). Las luces se encienden colocando un 1 en la señal correspondiente al color que se desea encender y un 0 para apagarla. Se pide: Implementar utilizando la metodología vista en el curso el sistema de luces navideñas utilizando flip flops tipo J-K y compuertas básicas. Se dispone de una señal clk (reloj) de frecuencia 1Hz. Nota: la siguiente tabla muestra la tabla de verdad para el flip flops tipo J-K. J K Q n Q n Q'n Departamento de Arquitectura Página 9 de 13

10 Codificación switch (S 0 S 1 ) 0: 00 1: 01 2: 10 3: 11 Departamento de Arquitectura Página 10 de 13

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13 Circuito: Departamento de Arquitectura Página 13 de 13