Ejercicio 4 - Disseny de la UC i UP · Introducció als Computadors UPC 2014

Se desea completar el diseño de un procesador de propósito específico (PPE) que forma parte de una máquina de cobro automático. La unidad de procesamiento (UP) y el grafo incompleto de la unidad de control (UC) se proporcionan a continuación:

Especificaciones del sistema:

El precio se cobra siempre en euros enteros (sin céntimos) en el rango de 1 a 2000 euros. Cuando procede devolver cambio, la máquina entrega el número mínimo de billetes de 10 euros y de monedas de 1 euro.

El PPE recibe por el bus de entrada de datos D (de 16 bits) la cantidad de euros a devolver en el mismo ciclo en que la señal de entrada Begin (de 1 bit) vale 1.

Dispone de dos salidas de un bit: Vbm y b/m. El PPE activa $Vbm = 1$ durante un ciclo para validar cada orden hacia el dispensador. Cuando $b/m = 1$ se dispensa un billete de 10 €; cuando $b/m = 0$ se dispensa una moneda de 1 €. Cuando $Vbm = 0$, el valor de b/m carece de significado.

La entrada nunca activará $Begin = 1$ hasta que el PPE no haya finalizado la devolución anterior y retorne a su estado de reposo.

La salida del comparador LTU (menor estricto sin signo) vale 1 si $X_u < Y_u$. Los bloques de constantes proporcionan los valores de 16 bits $\text{0x000A}$ (10 en decimal) y $\text{0x0001}$ (1 en decimal).

Apartado a) Grafo y tabla de control de la UC

Dibuja el grafo completo de estados de la UC (transiciones con condiciones $Begin$, $Ltu$, etc.) y rellena la tabla de señales de control para cada estado ($S_0$ a $S_4$). Para señales indiferentes usa un guión ( -).

Estado · In/$$\overline{\text{Sub}}$$ · LdR · A/$$\overline{1}$$ · Vbm · b/m

S0

S1

S2

S3

S4

Apartado c) Sustitución del bloque comparador LTU

Dibuja o explica el esquema circuital que permite reemplazar el bloque comparador LTU utilizando las salidas disponibles de otros componentes (como el restador) para reducir el coste de hardware en la UP: