Ejercicio 5 - Diseño de PPE · Introducció als Computadors UPC Examen 2 (temas 4, 5, 6 y 7)

Ejercicio 5. Diseño de procesador de propósito específico (PPE)

Se desea completar el diseño de un procesador de propósito específico (PPE) que, a partir de una secuencia de entrada $X[k]_s$ para $k = 0, 1, 2\dots$, calcula la secuencia de salida (para enteros en complemento a dos):

$$W[k]_s = 0,25 \times X[k]_s + 0,5 \times X[k - 1]_s + 0,25 \times X[k - 2]_s, \text{ con } k = 0, 1, 2\dots$$

Considerad que los valores previos $X[-1]_s$ y $X[-2]_s$ valen 0.

El PPE se comunica con el circuito emisor del dato $X[k]_s$ mediante un protocolo asíncrono de handshaking de 4 fases: la unidad de control (UC) recibe la señal $Req$ del emisor y genera hacia él la señal $Ack$.

Hacia el circuito receptor, el PPE envía cada dato $W[k]_s$ mediante un protocolo síncrono, activando la señal $V_w$ durante un único ciclo en el que $W[k]_s$ debe estar presente en el bus $W$. El PPE y el receptor comparten la misma señal de reloj.

El esquema de la unidad de procesamiento (UP) se muestra a continuación (los registros R1 y R2 tienen estado inicial 0):

a.

Escribid la etiqueta y el nombre del bloque estándar combinacional utilizado en cada una de las posiciones B1, B2 y B3 de la UP. ( Recordad que multiplicar por 0,5 equivale a dividir entre 2, y por 0,25 equivale a dividir entre 4).

b.

Completad el grafo de estados de la UC del PPE (con su leyenda) y la tabla de salidas correspondiente (asignando los valores a las señales $Ack, Ld1, Ld2, LdW, V_w$). Dibujad el grafo y la tabla en papel:

c.

Si la UC se implementa con el número mínimo de biestables y dos memorias ROM (una para el estado siguiente y otra para las salidas), indicad cuántas palabras y de cuántos bits por palabra debe tener cada una de las memorias.