6.6. Ejercicios del Capítulo

Transcripción

1 248 cache 6 de acceso independiente para datos e instrucciones. Por lo general los procesadores RISC modernos cuentan con buses de dirección de 64 y 128 bits Ejercicios del Capítulo 1. A partir del ASM de la figura 6.44, obtenga la tabla de verdad y sintetícela utilizando Flip-flops JK. Obtenga también las funciones de salida para las instrucciones. El órden en que se encuentran las instrucciones se muestran en la figura MR S1 S0 b X Y Z X Y Figura 6.44: 2. A partir de la siguiente tabla, obtenga el ASM modificado para la configuración con EPROM empleada y el ASM original. La tabla de condiciones y la tabla de instrucciones se muestran también. Los estados con instrucción I 2 son estados fantasma. 6 Memoria RAM muy rápida utilizada para operaciones repetitivas

2 6.6. EJERCICIOS DEL CAPÍTULO 249 A 3 A 2 A 1 A 0 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 Estado Actual Cod. Cond. Sig. Edo. Falso Cod. Instrucc. D C B A CC 1 CC 0 D C B A CI 1 CI Condición CC 1 CC 0 Instrucción CI 1 CI 0 X 0 0 I0 0 0 Y I1 Z 1 0 I2 1 0 Q f 1 1 I A partir del ASM de la figura 6.45, escriba la tabla que la representa y encuentre las funciones para el siguiente estado (C, B y A) utilizando Flip-Flops tipo D. El encabezado de la tabla es el siguiente: Estado Actual Condiciones Siguiente Estado Instrucciones C B A R S T C B A PL MR Anim 4. A partir de la siguiente tabla de programación, encuentre el ASM del que proviene, incluyendo los estados fantasmas. La máquina se encuentra sintetizada con la configuración de EPROM No. 2. Las condiciones se encuentran colocadas en el Multiplexor de la siguiente forma: A esta conectada a la entrada 001 (1), B esta conectada a la entrada 101 (5), C esta conectada a la entrada 011 (3) y D esta conectada a la entrada 110 (6). El resto de las entradas del mux (0, 2, 4 y 7) llevan conectado un cero.

3 250 MR=0 Anim=0 000 Anim=0 001 T R S Anim=0 011 Anim=1 Anim= Figura 6.45: Edo. Act. Cond. Sig. Edo. Instrucciones C B A Co C B A X Y Z A partir de la siguiente tabla de programación encuentra el ASM original, tomando en cuenta que los estados cuyas instrucciones son todas cero corresponden a Estados Fantasma. El multiplexor de las condiciones se encuentra conectado como se muestra en la figura 6.46.

4 6.6. EJERCICIOS DEL CAPÍTULO 251 R=1 R=2 Cont=15 PB Q f I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 MUX 8x1 S 2 S 1 S 0 Figura 6.46: A 3 A 2 A 1 A 0 O 2 O 1 O 0 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 Edo. Act. Sig. Edo. Cod. Cond. Instrucciones D C B A D C B A S 2 S 1 S 0 PL z+ S1 S A partir del ASM de la figura 6.47, obtenga la tabla de verdad de la máqina con las condiciones, el estado actual y el siguiente estado, las funciones que generan el siguiente estado utilizando Fip-Flops JK, es decir J c, K c, J b, K b, J a y K a y la tabla de verdad de las instrucciones. 7. A partir de la siguiente tabla que corresponde a un ASM modificado para la configuración No. 4 de EPROM, obtenga el ASM con estados fantasma y el ASM original. Las condiciones se encuentran conectadas en las entradas del Mux de la siguiente forma: Entrada 000 (0): C = 0, entrada 010 (2): P B, entrada 011 (3): D = 1, entrada 100 (4): UP y

5 C0 010 C2 C1 C3 C MR=0 MR=0 Figura 6.47: entrada 111 (7): Q f (cero o tierra). Los estados que presentan todos los bits de intrucciones con 1 corresponden a estados fantasma. A 3 A 2 A 1 A 0 O 3 O 2 O 1 O 0 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 Edo. Act. Sig. Edo. Cod. Cond. Instrucciones D C B A D C B A S 2 S 1 S 0 I 4 I 3 I 2 I 1 I A partir del ASM de la figura 6.48, escriba la tabla que la describe y encuentre las funciones para siguiente estado (C, B y A) utilizando Flip-Flops D y las funciones para las instrucciones PL, MR y Anim. 9. Sintetice el ASM mostrado en la figura 6.49 utilizando la configuración 4. El encabezado de la tabla se muestra a continuación.

6 6.6. EJERCICIOS DEL CAPÍTULO 253 MR=0 Anim=0 000 T Anim=0 100 S Anim=0 001 R Anim=1 Anim= Figura 6.48: I1 M I2 N I2 I3 Q I3 P I4 I4 I1 R Figura 6.49:

7 254 A 3 A 2 A 1 A 0 O 2 O 1 O 0 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 Edo. Act. Cod. Cond. Sig. Edo. Falso Instrucciones D C B A S 2 S 1 S 0 D C B A MR S1 S0 PL Las condiciones y las instrucciones se encuentran codificadas de acuerdo a las tablas siguientes. Instrucciones MR S1 S0 PL Condiciones S 2 S 1 S 0 I1 0 0 M I2 1 1 N 0 I P 0 I4 1 0 Q 1 Fantasma R Qf La siguiente tabla corresponde a un ASM sintetizado utilizando una configuración con EPROM. Encuentre el ASM modificado para dicha configuración y el ASM original sin estados fantasma ni condiciones falsas. A 3 A 2 A 1 A 0 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 Estado Actual Instrucciones Formato - - CLR MR S1 S0 PL 1 D C B A Cod. Cond. Sig. Edo. Falso Formato S 2 S 1 S 0 D C B A

8 6.6. EJERCICIOS DEL CAPÍTULO 255 Las tablas siguientes corresponden a la codificacion de las instrucciones y las condiciones. Instrucciones CLR MR S1 S0 PL Condiciones S 2 S 1 S 0 I X I Y 0 I3 0 Q f 1 I Z I5 1 W Utilizando la configuración 5 de EPROM (Formato Variable), sintetice el ASM mostrado en la figura El bit O 0 de la salida del EPROM es el bit de formato. El bit O 7 no se utiliza y se deberá grabar como un 1 en dicha columna. Para el caso de las condiciones indiferentes se deberán grabar como 0. El código de las condiciones está dado por la siguiente tabla: Condición CC 1 CC 0 C a 0 0 C b C c 1 0 Q f 1 1 El encabezado de la tabla es: A 3 A 2 A 1 A 0 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 Estado Actual Cod. Cond. Sig. Edo. Falso Formato - CC 1 CC 0 D C B A 0 D C B A Instrucciones Formato OE SHL c++ PL La siguiente tabla representa un ASM sintetizado con la configuración 2 de EPROM. Obtenga el ASM original. Suponga que si no se ejecuta ninguna instrucción, el estado es fantasma. La figura 6.51 muestra la forma en que las condiciones se conectan al multiplexor que las codifica.

9 256 c++=0 SHL=0 Ca c++=1 SHL=0 c++=0 SHL=1 Cb c++=1 SHL=0 c++=1 SHL=1 c++=0 SHL=1 Cc c++=1 SHL=0 Figura 6.50: Ca Cf Cb Ce Cd I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 Ca I 8 I 9 I 10 I 11 I 12 I 13 I 14 I 15 MUX 16x1 C0 S 3 S 2 S 1 S 0 D C B A Figura 6.51:

10 6.6. EJERCICIOS DEL CAPÍTULO 257 Estado Actual Condición Sig. Edo. Instrucciones D C B A C 0 D C B A I e I d I c I b I a Para el ASM de la figura 6.52 obtenga la tabla de Estado Actual, Condiciones, Siguiente Estado e Instrucciones y sinteticela utilizando Flip-Flops JK. La codificación de las Instrucciones se muestra en la siguiente tabla: Instrucción MR S1 S0 PL I I1 1 0 I I3 1 1 I Sintetizar el ASM mostrado en la figura 6.53 utilizando la configuración 5 de EPROM, Formato Variable. La codificación de las Intrucciones y Condiciones se encuentra representada en las siguientes tablas:

11 Y 001 X 010 Q P Z Figura 6.52: Instrucciones MR S1 S0 PL Condiciones S 2 S 1 S 0 Fantasma R I0 0 0 S 0 I T 0 I U 1 I3 1 0 V I4 1 1 Q f Compare la síntesis de ASM con FF D y FF J-K. Qué ventajas y desventajas presenta una con respecto a la otra? 16. Para el ASM que se muestra en la figura 6.54 obtenga la asignación de estados en base al criterio de Dependencia Reducida, tomando en cuenta que se realizará con FF D. Obtenga además las funciones de

12 6.6. EJERCICIOS DEL CAPÍTULO R S U T 1110 V Figura 6.53: Siguiente Estado para dicha asignación a partir de la tabla de verdad para el ASM. 17. Sintetice con FF J-K el ASM que se muestra en la figura 6.55 obteniendo la función de siguiente estado. 18. Para el ASM de la figura 6.56, obtenga la asignación de estados utiliazando el criterio de Dependencia Reducida, teniendo en cuenta que se utilizarán FF JK y obtenga la función de siguiente estado. 19. Comparando la síntesis de ASM con EPROM en la configuración 3 con la configuración 4. Cuáles son las ventajas y desventajas de una con respecto a la otra? 20. Sintetice el ASM de la figura 6.57 con EPROM utilizando la configu-

13 260 W X Y Figura 6.54: W X Z Figura 6.55:

14 6.6. EJERCICIOS DEL CAPÍTULO 261 K 1 0 L 1 0 M 1 0 Figura 6.56: ración 2. Repita el proceso utilizando la configuración Sintetice el ASM de la figura 6.58 con EPROM utilizando la configuración 3. Reptia el proceso utilizando la configuración Partiendo de la Tabla de Programación dada a continuación, obtenga el ASM original. La única información adicional con que cuenta es que las condiciones X, Y y Z van conectadas a las entradas 01, 10 y 11 (1, 2 y 3) del Mux respectivamente. Deje indicada las instrucciones mediante el código mostrado en la tabla. A 2 A 1 A 0 O 2 O 1 O 0 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 Edo. Actual Cod. Cond. Sig. Edo. Falso Sig. Edo. Verd. Cod. Instrucc. C B A CC 1 CC 0 C B A C B A Y 2 Y 1 Y

15 262 b++=1 R1 b++=1 R2 b++=1 R3 b++=1 b++=0 b++=0 Figura 6.57: b++=1 Z X b++=1 W b++=0 b++=0 b++=1 Y Figura 6.58: