Løsningsforslag til eksamen i INF2270

Transkript

1 Løsningsforslag til eksamen i INF2270 Omid Mirmotahari (oppgave 1 4) Dag Langmyhr (oppgave 5 6) 14. juni 2012

2 Eksamen inf2270 V12 - fasit 1) (5%) Forkort følgende uttrykk med karnaugh diagram zw xy Dette kalles en ODD function. Det vil si at antall 1 ere i input er i oddetall. Funksjonen for karnaugh diagrammet er F = x y z w 2) (17,5%) Gitt følgende funksjon: F = ab c + a b c + d ab + da b + dab a. Skriv opp sannhetsverditabellen a b c d F

3 b. Forkort funksjonen med regning, oppgi også hvilke regler som benyttes gjennom forløpet av forkortningen b c (a + a ) + ab (d + d) + da b distributivity distributivity b c (1) + ab (1) + da b completeness completness b c + ab + da b b c + ab + bd c. Forkort funksjonen med karnaugh diagram. cd ab d. Tegn kretsen kun med NAND- porter.

4 b c b a F d b

5 3) (17,5%) Sekvensiell logikk Gitt følgende tilstandsdiagram S0 1 / 1 0 / 0 S1 0 / 0 1 / 1 1 / 0 0 / 1 S3 0 / 0 S2 1 / 1 Input / Output a. Sett opp hendelsesforløpet i tabell (sannhetsverditabell) Tilstand (nå) Input Tilstand (neste) Output Tabell for S0next b. Vis utregning av neste tilstand med å bruke karnaugh diagram. X=0 X= S0next = S1 S0 + S1X

6 Tabell for S1next X=0 X= S1 = S0 xnor S1 xnor X Tabell for Output Y X=0 X= Y = S1 X + S1S0 c. Implementer kretsen med D- flipflop (OBS! Tegn tydelig) D S0 X D S1 Y

7 4) (10%) Arkitektur a. Hvilke fordeler har Cache fremfor RAM? Hastighet b. Hva begrenser størrelsen på cache fremfor RAM? Plass og økonomi. Det er veldig dyr minne pr/areal c. Hvilke ulemper er det med å ha én- sykel implementasjon Alle instruksjoner broker en klokkesykel, den langsomste setter føringer for hastighet (maks klokkefrekvens) d. Kan man i en pipeline design har en speed- up = 1, hvis ikke hvorfor? Nei, dette pga hazarder som oppstår i en pipeline. Hazarder som strukturell, data og kontroll hazarder.

8 Eksamen inf2270 V12 - fasit 1) (5%) Forkort følgende uttrykk med karnaugh diagram zw xy Dette kalles en ODD function. Det vil si at antall 1 ere i input er i oddetall. Funksjonen for karnaugh diagrammet er F = x y z w 2) (17,5%) Gitt følgende funksjon: F = ab c + a b c + d ab + da b + dab a. Skriv opp sannhetsverditabellen a b c d F

9 b. Forkort funksjonen med regning, oppgi også hvilke regler som benyttes gjennom forløpet av forkortningen b c (a + a ) + ab (d + d) + da b distributivity distributivity b c (1) + ab (1) + da b completeness completness b c + ab + da b b c + ab + bd c. Forkort funksjonen med karnaugh diagram. cd ab d. Tegn kretsen kun med NAND- porter.

10 Oppgave 5.globl get_nibble # Name: get_nibble. # Synopsis: Fetch a nibble from a packed array. # C signature: unsigned int get_nibble (unsigned char a[], int ix) # Registers: EAX - result value # EDX - byte array address get_nibble: pushl %ebp # Standard movl %esp,%ebp # function initiation. movl 12(%ebp),%edx # EDX = ix shrl $1,%edx # /2 addl 8(%ebp),%edx # &a[ ]; movb (%edx),%al # EAX = *EDX andl $0xff,%eax # & 0xff; testl $0x1,12(%ebp) # if (ix%2 jnz get_1 # == 0) shrl $4,%eax # EAX >>= 4; get_1: andl $0xf,%eax # EAX = 0xf; popl %ebp # ret # return EAX;.globl put_nibble # Name: put_nibble. # Synopsis: Put a nibble in packed array. # C signature: void put_nibble (unsigned char a[], int ix, unsigned int v) # Registers: EAX - byte value # EDX - byte array address put_nibble: pushl %ebp # Standard movl %esp,%ebp # function initiation. andl $0xf,16(%ebp) # v &= 0xf; movl 12(%ebp),%edx # EDX = ix shrl $1,%edx # /2 addl 8(%ebp),%edx # &a[ ]; movb (%edx),%al # EAX = *EDX andl $0xff,%eax # & 0xff; testl $0x1,12(%ebp) # if (ix%2 jz put_1 #!= 0) { andl $0xf0,%eax # EAX = EAX & 0xf0 orl 16(%ebp),%eax # v; jmp put_2 # } else { put_1: andl $0x0f,%eax # EAX = EAX & 0xf sall $4,16(%ebp) # (v <<= 4) orl 16(%ebp),%eax # ; # } put_2: movb %al,(%edx) # *EDX = AL; popl %ebp # ret # return; 10

11 Oppgave 6 6a Funksjonen regner ikke ut 0+v1+v2+v3 men 0+returadressen+v1+v2! Riktig svar er derfor alternativ 7. 6b Funksjonen snur alle bit-ene og legger til 1, den klassiske måten å snu fortegnet på et heltall på 2- erkomplementform. Riktig svar er altså alternativ 1. 6c Funksjonen er en variant av strcpy som stopper når den finner en blank, så det korrekte svaret er alternativ 3. 6d Funksjonen er laget for å kunne ha et ukjent antall parametre. Den tar utgangspunkt i første parameter og trekker fra de øvrige parametrene; det hele stopper når vi kommer til en parameter med verdien 1. Beregningen blir = 13, dvs alternativ 3. 6e Følgende skjer: = 256 får ikke plass i en byte så svaret i v blir 0 og C-flagget får menten 1. I inline-koden roteres C-flagget inn i EAX-registeret og derfra til w. Utskriften blir derfor alternativ 2. 6f Funksjonen f6 beregner = 5, altså alternativ 4.