[PDF] EXERCICES DARCHITECTURE DES ORDINATEURS

EXERCICESD'ARCHITECTUREDESORDINATEURSCHAPITRES1& 1. CONVERSIONDANSD'AUTRESBASESÉcrire101101102endécimal.Écrire3456enbinaire,puisenhexadécimal.Convertir10111100000010001100endécimal2. CODAGEENCOMPLEMENTA2Sur8bits,donnerlescodagesencomplémentà2,lorsquec'estpossible,desnombressuivants:0,-1,+10,-10,+64,-64,+127,-127,+2003. ARITHMETIQUEBINAIRESur8bits,effectuerlasommeenbinaire:101101012 + 110000112 etinterpréterlerésultatenécrituredécimale,enarithmétiquesignéeetnonsignée.Indiquerdanschaquecass'ilyadébordement.Comparer10101100et11001100ensignéetnonsignéMêmequestionpourlasomme:11101012 + 110000112 1. ALGEBREDEBOOLESimplifierl'expressionsuivante,enutilisantlesthéorèmesdel'algèbredeBoole:í µ.í µ.í µ+í µ.í µ.í µ+í µ.í µ+í µ4. ALGEBREDEBOOLE:QUINEMCCLUSKEYSimplifierl'expressionsuivante,enutilisantl'algorithmedeQuineMcCluskey:(1,2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31) 5. ALGEBREDEBOOLE:GLITCHEnumérertouslesglitchesquepeutprésenterl'expressionsuivante:í µ=í µ í µ í µ+í µ í µ í µ+í µ í µ í µ

- 2comparateursnonsignéssur5bits- 2multiplexeurs2:1opérantsurdesbusde5bits- uneporteETàdeuxentrées10. CIRCUITCOMBINATOIRE:CONCEPTIONMODULAIREConstruireunencodeurdeprioritéà8entréesavec2encodeursdeprioritéà4entrées.Lescircuitsontl'interface:prioencoder4(e[3..0] : num[1..0], act) prioencoder8(e[7..0] : num[2..0], act) 11. CIRCUITCOMBINATOIRE:CONCEPTIONMODULAIREConstruireunmultiplexeur8:1avec2multiplexeurs4:1etunmultiplexeur2:112. CIRCUITCOMBINATOIRE:CONCEPTIONMODULAIREConstruireundécodeur3:8avec2décodeurs2:4OnutiliseradesdécodeursavecuneentréeEN(enable)13. CIRCUITCOMBINATOIRE:CONCEPTIONMODULAIREConstruireuncomparateurnonsignéde8bits,d'interface:ucmp8(a[7..0], b[7..0] : sup, eq) avec2comparateursnonsignésde4bits,d'interface:ucmp4(a[3..0], b[3..0] : sup, eq) 14. MEMOIRESAssocier4modulesmémoiresde4Kmotsde4bits,d'interfacemem4Kx4(addr[11..0], W, CE, OE : data[3..0])pourformerunmodulede16Kmotsde4bits.CHAPITRES3&415. CIRCUITSEQUENTIEL:CONCEPTIONAVECGRAPHED'ETATSConcevoiruncircuitséquentielsynchroned'interfacecroissant(rst, clk, a[1..0] : up)telqueup=1sietseulementsilavaleurdea[1..0]aufrontd'horlogeestplusgrandeouégale(comparaisonnonsignée)àlavaleurdea[1..0]aufrontd'horlogeprécédent(=sia[1..0]croitourestestable).- dessinerlegraphedeMEALYdececircuit- synthétiserlecircuitavecdesbasculesD

16. CIRCUITSEQUENTIEL:CONCEPTIONFONCTIONNELLEConcevoirdefaçonfonctionnelleuncircuitanalogueauprécédentopérantsurdesnombresde4bitsavecunregistre4bitsetuncomparateurnonsignésur4bits.17. CIRCUITSEQUENTIEL:CONCEPTIONAVECGRAPHED'ETATSConcevoiruncircuitdecommandedechaudièred'interface:module chaudiere(rst, clk, chaud, froid : m) froid=1ssiilfaitmoinsde18°;chaud=1ssiilfaitplusde22°Lachaudièredoitsemettreenmarchelorsqu'ilfaitfroid,etdoits'arrêterlorsqu'ilfaitchaud18. CIRCUITSEQUENTIEL:ANALYSEOnconsidèrelemoduleSHDLsuivant:module reverse(rst, h, f, c : s) x := /tx*x + tx*/x; x.clk = h; x.rst = rst; tx = c*x + f*c*/y + /c*/x*y; y := dy ; y.clk = h; y.rst = rst; dy = f*/y + /c*y + /f*/c*x; s = y ; end module - Dessinerleschémaducircuit- Est-ceuncircuitdeMooreoudeMealy?- Dessinerlatabledetransitions- Simplifierlatable;dessinerlegraphesimplifiéOnnechercherapasàsynthétiserlecircuitsimplifié19. CIRCUITSEQUENTIEL:GRAPHED'ETATSOnveutréaliseruneserrureàcodesimplifiée.Leclavierestcomposéde3touches:'#','A','B'etuneleds'allumelorsquelabonneséquenceaététapéeauclavier.Laséquenced'ouvertureest:'#','B','A'.Lecircuitàréaliseraural'interface:module serrure(rst, clk, dieze, a, b : ouvert) Onfaitleshypothèsesuivantes:-l'horlogeclkestsuffisammentrapidepournemanqueraucunévénementsurlestouches

-leclavierestconçupourqu'àchaqueinstant,ilyaitzéroouunetoucheappuyée,jamaisplusieurs-entre2appuissuccessifs,lestroistouchessontrelâchéesLaséquenceprécised'événementssurlestouchesquidéclenchel'ouvertureest:appuisur#,aucunappui,appuisurB,aucunappui,appuisurA.Toutappuiensuitearrêtel'ouvertureetcommenceunenouvelleséquence.-expliciterlesvecteursdesentréesetdessortiesetdessinerungraphedeMooredecesystème-simplifieréventuellement;quelleestlatailleduvecteurd'états?-NEPASsynthétisercecircuit20. CIRCUITSEQUENTIEL:SYNTHESEOnconsidèrelatabledetransitionsd'uncircuitsynchronepurdetypeMealy,d'entréesA,BetdesortieS:ABétatétatS00aa001ac110ab111ad000bb101bd010ba011bc100ca101cc010cb011cd100db001dd110da111dc0- donnerlatailledesvecteursd'entrées,d'état,desorties- synthétisercecircuitaveclesbasculesdevotrechoix,etdessinerlecircuitcorrespondant21. CIRCUITSEQUENTIELDessinerlegraphedeMOOREd'uncircuitséquentielquidétectelaséquence1,1;concevoircecircuitàl'aided'unregistreàdécalagede2bits.TransformerlegraphedeMOOREengraphedeMEALY,puisconcevoirlecircuitcorrespondant.Ens'inspirantdurésultatobtenu,produireuncircuitdeMEALYquidétectelaséquence1,0,1.

22. MODIFICATIOND'UNCOMPTEURConcevoiretdonnerlecodeSHDLd'uncompteur-décompteursur4bits,quicompteselonlaséquence0,1,...,14,15,14,...,2,1,0,1,...Onproduiraaussiensortieunsignaldownquiindiquesilecompteurestenphasedescendante(=1)ouascendante(=0).23. COMPTEURAVECINITIALISATIONConcevoiruncompteur4bitssynchroned'interfacecpt4ini(rst, clk, load, ini[3..0] : s[3..0])telque,lorsqueload=0ilcomptenormalement,etlorsqueload=1lavaleurducompteurestinitialiséeavecini[3..0]aufrontd'horloge.CHAPITRES524. AJOUTD'UNENOUVELLEINSTRUCTIONOnsouhaiteajouteràCRAPSunenouvelleinstruction(etNONuneinstructionsynthétique),d'écritureassembleur:swap %r, %r Cetteinstructiondoitpermuterlecontenude%ret%r,sansmodifieraucunautreregistre(utilisateur).Proposerunnouveaucodemachinepourcetteinstructionetdécriretouteslesmodificationsàeffectuerpourl'implémenter.25. AJOUTD'UNENOUVELLEINSTRUCTIONOnsouhaiteajouteràCRAPSunenouvelleinstruction(etNONuneinstructionsynthétique),d'écritureassembleur:max %rs1, %rs2, %rd Cetteinstructioncopiedans%rdlaplusgrandedesdeuxvaleursdesregistres%rs1ou%rs2,considéréescommesignées.Proposerunnouveaucodemachinepourcetteinstructionetdécriretouteslesmodificationsàeffectuerpourl'implémenter.26. SEQUENCEDEMICROCOMMANDESASSOCIEESAL'INSTRUCTIONCompléterletableausuivantaveclasuitedesmicrocommandesàenvoyerpourexécuterl'instruction:ld [%rs1+simm13], %rd aregbregdregcmd_ualoe_numwritecommentaire