Ejercicio 5.a · Introducció als Computadors UPC 2013

Tema: Processadors de propòsit específic i handshaking · Del examen Examen 2 (8 de abril de 2013) (2013)

Enunciado

Diseño y temporización de la UC y UP del PPE Z^2

La figura muestra la Unidad de Control (UC) y la Unidad de Proceso (UP) del Procesador de Propósito Específico (PPE) Z2Z^2, encargado de calcular el cuadrado de un número natural ZuZ_u (Zu>0Z_u > 0) mediante acumulaciones sucesivas A=A+ZuA = A + Z_u efectuadas Zu−1Z_u - 1 veces.

El procesador se comunica con el entorno a través de:

Dos buses de datos de 16 bits: entrada ZZ y salida ZZZZ.

Dos líneas de control de 1 bit: entrada VzVz y salida VzzVzz.

Cuando en el ciclo cc se activa Vz=1Vz = 1, el PPE interpreta que en el ciclo inmediato posterior c+1c + 1 el nuevo operando estará presente en el bus ZZ, debiendo abortar cualquier operación en curso e iniciar el cálculo de (Zu2)%216(Z_u^2)\%2^{16}. Para validar el resultado, activa durante un único ciclo la señal Vzz=1Vzz = 1 simultáneamente a la entrega del valor en ZZZZ.

a. Completad el grafo de estados de la UC agregando los arcos, sus etiquetas de transición y las salidas en los nodos según la leyenda indicada (2,5 puntos):

Enunciado: Ejercicio 5.a · Introducció als Computadors UPC 2013

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Completad el grafo de estados de la UC agregando los arcos, sus etiquetas de transición y las salidas en los nodos según la leyenda indicada (2,5 puntos):

Solución: En cada nodo q1,q0InZ,Vzz\frac{q_1, q_0}{InZ, Vzz} y en los arcos las condiciones (Vz,End)(Vz, End): - Estado 00 (Espera/Idle): Salidas InZ=xInZ = x, Vzz=0Vzz = 0. - Transición a 00 con condición Vz=0Vz = 0 (0x0x). - Transición a 01 con condición Vz=1Vz = 1 (1x1x). - Estado 01 (Carga de Z y cálculo del decremento inicial): Salidas InZ=1InZ = 1, Vzz=0Vzz = 0. - Transición a 01 con condición Vz=1Vz = 1 (1x1x). - Transición a 10 con condición Vz=0Vz = 0 y End=0End = 0 (0000). - Transición directa a 11 con condición Vz=0Vz = 0 y End=1End = 1 (0101, caso Zu=1Z_u = 1). - Estado 10 (Bucle de sumas sucesivas y decremento): Salidas InZ=0InZ = 0, Vzz=0Vzz = 0. - Transición a 01 con condición Vz=1Vz = 1 (1x1x, aborta y reinicia). - Transición a 10 con condición Vz=0Vz = 0 y End=0End = 0 (0000). - Transición a 11 con condición Vz=0Vz = 0 y End=1End = 1 (0101). - Estado 11 (Fin de cómputo y validación): Salidas InZ=xInZ = x, Vzz=1Vzz = 1. - Transición a 01 con condición Vz=1Vz = 1 (1x1x). - Transición a 00 con condición Vz=0Vz = 0 (0x0x).

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