Examen 4 de Febrero de 2005

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1 Arqutectura de Computadores 1 Examen Período Febrero 2005 Instruccones Examen 4 de Febrero de 2005 Indque su nombre completo y número de cédula en cada hoja. Numere todas las hojas e ndque la cantdad total de hojas que entrega en la prmera. Escrba las hojas de un solo lado. Empece cada ejercco en una hoja nueva. Sólo se contestarán dudas de letra. No se aceptarán dudas los últmos 30 mnutos del examen. Duracón: 3 horas. Problema 1 Se desea utlzar un mcroprocesador en forma no dedcada para controlar un lmpaparabrsas automátco para ser nstalado en automóvles. El sstema cuenta con un sensor que nterrumpe cada vez que una gota cae sobre el msmo llamando a la rutna GOTA() y un tmer que nterrumpe a 2 Hz nvocando a la rutna TIEMPO(). El motor del lmpaparabrsas cuenta con dos velocdades y el conductor posee un nterruptor dentro del vehículo que permte actvar o desactvar el lmpaparabrsas. La lógca del sstema será la sguente: S el nterruptor nterno está apagado el lmpaparabrsas permanecerán sempre apagados. Mentras se detecten menos de 5 gotas en los últmos 4 segundos el lmpaparabrsas permanecerá apagado. Mentras se detectan entre 5 y 10 gotas en los últmos 4 segundos el sstema permanecerá en modo INTERM. Esto quere decr que el lmpaparabrsas estará prenddo en velocdad baja por 10 segundos, luego apagado por 30 segundos y así sucesvamente. Cada vez que se entre en este modo se comenzará con los 10 segundos de actvdad. Mentras se detecten entre 11 y 15 gotas en los últmos 4 segundos el sstema encenderá el lmpaparabrsas en velocdad baja en forma permanente Mentras se detecten más de 15 gotas en los últmos 4 segundos el sstema permanecerá funconando en alta velocdad Se pde mplementar todas las rutnas necesaras para resolver la realdad planteada. Notas El motor del lmpaparabrsas se prende y se apaga con el bt menos sgnfcatvo del byte de E/S, lectura/escrtura, MOTOR. El bt más sgnfcatvo de este byte controla s se utlzará la velocdad lenta (bt apagado) o la rápda (bt encenddo). El estado del nterruptor se puede leer en el byte de E/S, solo lectura, INTERRUPTOR. Un valor cero en el byte ndca que el nterruptor está apagado, cualquer otro valor ndca que está encenddo. Problema 2 Se desea utlzar una memora (MEMORIA) que transforma números bnaros de n+1 bts en su correspondente en códgo de Gray. Se pde: a) Defnr las entradas, saldas, tamaño y organzacón de la MEMORIA necesara. Construrla la MEMORIA utlzando una memora ROM de 2 n xn prevamente cargada con el códgo de Gray de n bts, una memora RAM de 2 n xn y compuertas báscas. Las líneas (nterfaz) de MEMORIA deben ser como las de una memora RAM. b) Escrbr un programa para cargar la MEMORIA. Se dspone del array memora que permte acceder a la MEMORIA. Entre operacón y operacón es necesaro darle tempo a las memoras para que procesen la solctud. Las operacones sobre la ROM requeren 500 ms y las operacones sobre la RAM requeren 200 ms. Se dspone de la funcón msleep que recbe como parámetro un entero ndcando el tempo a esperar en mlsegundos. c) Indque dos maneras de mplementar la funcón msleep y la nformacón necesara para mplementarla en ambos casos. Departamento de Arqutectura Págna 1 de 6

2 Arqutectura de Computadores 1 Examen Período Febrero 2005 Problema 3 Se desea dseñar un crcuto que ntente resolver ecuacones booleanas de la forma: a x a x a x a x = donde representa el XOR y el producto de varables el AND. Las a son todas constantes booleanas y las x son varables booleanas que pueden estar determnadas (constantes) o ndetermnadas (ncógntas). El crcuto antes que nada debe determnar s la ecuacón es resoluble o no, lo cual es equvalente a determnar s hay una sola ncógnta con coefcente dstnto de cero o no. En caso de ser resoluble, el método consste en despejar la ncógnta para calcularla en funcón de las demás. Cuando no es resoluble, el crcuto smplemente debe ndcar eso. Ejemplo: S tenemos 0x x4 = 0 entonces x 4 = 1. Notar que no mporta que x 1 sea una ncógnta dado que el coefcente correspondente es 0. Los valores a se almacenan en una ROM dada de 4 palabras de 4 bts cada una (cada bt es el valor de un a y cada palabra es, entonces, un juego posble de coefcentes). El crcuto debe tener las entradas sguentes: - 8 bts para las varables x (2 bts por varable) usando la codfcacón sguente: o 00 : la varable está determnada y vale 0 o 01 : la varable está determnada y vale 1 o 10 ó 11 : la varable es una ncógnta - la dreccón de la ROM donde se encuentran el juego de coefcentes a a utlzar Debe contar con las saldas sguentes: - Una salda RESOLUBLE de 1 bt que ndca s la ecuacón es resoluble o no - Una salda VAR de 2 bts que ndca cual x es la ncógnta s la ecuacón es resoluble, de lo contraro devuelve cualquer valor. - Una salda VALOR de 1 bt que ndca el valor de la varable despejada s la ecuacón es resoluble, de lo contraro devuelve cualquer valor. Se dspone de XOR generalzados de 4 bts (devuelven 1 s y sólo s una sola entrada es 1), compuertas XOR, codfcadores, compuertas báscas y la ROM antes menconada. Se pde dseñar el crcuto descrto. Departamento de Arqutectura Págna 2 de 6

3 Arqutectura de Computadores 1 Examen Período Febrero 2005 Problema 1 SOLUCIÓN Explcacón solucón planteada : Tenemos 4 estados prncpales posbles : APAGADO = Parabrsa apagado en su poscón ncal (gotas < 5 o nterruptor apagado) INTERM = Parabrsa prenddo ntermtente con velocdad baja (4<gotas<11) Este estado tene a su vez dos sub-estados auxlares PRENDIDO y APAGADO BAJA = Parabrsa prenddo constantemente con velocdad baja (11<gotas <16) ALTA = Parabrsa prenddo constantemente con velocdad alta (gotas > 15) #defne APAGADO 0 #defne INTERM 1 #defne BAJA 2 #defne ALTA 3 #defne PRENDIDO 1 nt gotas, cant_gotas, tc, tc_nt, estado, estado_nt; vod man(){ //deshablto nterrupcones gotas = 0; cant_gotas = 0; tc = 0; tc_nt = 0; estado = APAGADO; estado_nt = APAGADO; //nstalo nterrupcones //hablto nterrupcones vod GOTAS() { gotas ++; vod TIEMPO() { tc ++; f(tc == 8){ tc = 0; cant_gotas = gotas; gotas = 0; f (n(interruptor)!= 0) { f(cant_gotas < 5) estado = APAGADO; else f ((4 < cant_gotas < 11) && (estado!= INTERM)) { estado = INTERM; estado_nt = PRENDIDO; tc_nt = 0; else f (10 < cant_gotas < 16) estado = BAJA; else f (15 < cant_gotas) estado = ALTA; estado = APAGADO; swtch(estado){ case APAGADO: out(motor, 0); case INTERM: f(estado_nt == PRENDIDO) { f (tc_nt == 20) { tc_nt = 0; out(motor, 0); estado_nt = APAGADO; out(motor, 1); f (tc_nt == 60) { tc_nt = 0; Departamento de Arqutectura Págna 3 de 6

4 Arqutectura de Computadores 1 Examen Período Febrero 2005 out(motor, 1); estado_nt = PRENDIDO; out(motor, 0); tc_nt++; case BAJA: out(motor, 1); case ALTA: out(motor, 129); // fn swtch; // fn TIEMPO Departamento de Arqutectura Págna 4 de 6

5 Arqutectura de Computadores 1 Examen Período Febrero 2005 Problema 2 a) La entrada a la RAM es en número en bnaro y la salda es el número en GRAY. El tamaño de la memora es de 2 n+1 *(n+1). La organzacón queda determnada a partr del dagrama constructvo. b) procedure cargarram(); palabra,terrom: Integer; begn for terrom=0 to (2^n)-1 do begn palabra:=memora[terrom] msleep(500); memora[(2^(n+1))-1-terrom]:= palabra; msleep(200); end {for end c). Contando nterrupcones de un tmer de hardware. Es necesaro conocer la frecuenca con la que nterrumpe el tmer.. Contando nstruccones de máquna. Es necesaro conocer la frecuenca del reloj de la CPU y la cantdad de cclos por nstruccón. Departamento de Arqutectura Págna 5 de 6

6 Arqutectura de Computadores 1 Examen Período Febrero 2005 Problema 3 Departamento de Arqutectura Págna 6 de 6