G hsgskolen i oslo - - I Ernne: bacimaskinarkitektur I Gruppe(r):. I AA, I AB, lac, IIA I Eksamensoppgaven I Antal! sider (inkl.' -!,besdr av: I forsiden): 6 I Emnekode:' - 1- LO /o1:\a II Dato: 06.06.06 ran iirr 0 ppga ver: I 5 I Faglig veileder: 10ivind Ncr.ss I Tillatte hjelpemidler: Aile ~te o-gskrevne. samt-kalkulator I Kandidaten ma selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. Ved eventuelle I uklarheter i oppgaveteksten skal du redegjsre for de forutsetninger du legger,til grunn for lesningen.. I Studieledersl I Fagkoordinators _~=4\UnderSkrift: ~~~--- I Avdeling for ingenisrutdannins- Postboks ~ Sf. 0Iavs plass- 0130 Oslo - df; n ~S 3200 - bks: n ~S 32 OS -~.no
Denne ebamen bestlu av fern oppgaver. Oppgave 1 teller 200/0, oppgave 2 og 5 teller 30% hver og oppgave 3 og 4 teller 10% hver. Dersom du finner oppgaveteksten uk/or eller ufullstendig, sa bet du oppiyse om hvilken tolkning som ligger til grunn for din besvorelse. Oppgave I - Assemblerprogrammering (vekt 20%) I denne oppgaven skat du skrive assemblerprogrammer for assembleren T ASM. I de fo:lgende oppgavene kan du anta at det er gitt to prosedyrer som heter lea tall og skri vtall. Prosedyren 1e8 t.aj.1leser inn tall fra brukeren og anvenderegisteret ax. Prosedyren endrer ikke innholdet i andre registre eller i RAM. TaIlet, moo aile sine siffer, leges nar <Enter> trykkes, men bare tallet, (dvs. ikke kontrolltegn som CR eller lignende) blir lagt i register ax. NAr prosedyren returnerer er det slik at bare a1 kan anvendes, anta at ah er blitt "odelagt". Prosedyren skri vt.all skriver ut innholdet i registeret ax til skjermen. Prosedyren endrer ikke innholdet i noen registre eller i RAM. Dette er prosedyrer som dele kan broke, men ikke skal lage. Dere trenger heller ikke vite innholdet i prosedyrene eller hvordan de ser ut. Oppgave a Ut fra betingelsene til prosedyren lestaj.l, hvilket desimaltall-intervall her tallene vrere i? Hvilket desimaltall vii u inneholde hvis vi forseker a lese inn desimaltallet 319? Pro- Oppgave b Under fmner du et program 80m leser tall fra broker (ved A kaile prosedyren lestall). grammet leser inn til broker gir tallet O. Da terminer programmet..model small.stack looh.data.code lestall proc near < > ret les ta11 endp skrivtall proc near < > ret skrivtall endp main proc near. startup gjenta: call lestall amp al, 0 jne gjenta.exit main endp end 2
(Oppgave bforts.) Modifiser programmet slik at det umiddelbart for det terminerer skriver ut summed av de tallene som er skrevet inn. Bruk prosedyren skri vtall for! skrlve ut summed. (Slutt oppgave b) Kommandoen di v <divisor> utferer heltallsdivisjon pa tall uten fortegn. Argumentet, <divisor>, kan ikke v~re en konstant. NAr <divisor> er en byte, utferes divisjonen ax/<divisor>, kvotienten legges i &1. og rested i ah. Hvis <divisor> er word (dvs. 2 byte) vii divisjonen DX:AX/<divisor> utfmes og kvotienten legges i ax og rested i dx. (Det star ogsa en del om di v beskrevet pa side 30 i Jonassens assembler-kompendium) Oppgave c Utvid programmet slik at det umiddelbart fer det terminerer skriver ut hvor mange oddetall som ble skrevet inn. Det skat ogsa skrives ut middelverdien (uten desimaler) til oddetallene. Bruk prosedyren skri vtall til utskrift. Kommenter koden. Hint: Husk at de tallene sam er oddetall er de som~ ikke er'partall, og at aile partal1 er delelige med2. Oppgave d For forskjellige datamaskinarkitekturer kan man ha forskjeilige mater a lagre data i minnet (RAM) pa. Man kaller dette for end ian, hvor en mate:er Big Endian og en annen mate er Little Endian. Dette angir hvilken rekkefelge hver byte i et lengre dataelement (word, double word, osv.) lagres i minnet. I Little Endian blir den midst signifikante byten lagret i minneceilen moo Myest adresse, mens i Big Endian blir den mest signifikante byten lagret i minneceilen med heyest adresse. Hvilken endian anvendes av Intel arkitekturen (intel x86)? Skriv et assemblerprogram for TASM 80m finner uthvilken endian pro8essoren anvender. Husk kommentarer. La for eksempel en utskrift av tallet Q.angi Little Endian og tallet Big Endian. angl 3
Oppgave 2 - Booisk algebra (vekt 30%) Gitt funksjonen: F(A, B, C, D) = ABCD + Am + ABCD + BCD + ACD + ABrn + ADD (*) Oppgave a Forenkle funksjonen F mest mulig pa formen sum av produkter ved a tegne Karnaughdiagram og tegn skjema for port-implementasjon av den forenklede funksjonen. Anta at bade invertert og ikke-invertert inngangssignal er tilgjengelig. Oppgave b F orenkle funksjonen F mest mulig pa formed produkt av summer og skriv funksjonen som en tiste av maxtermer. Oppgave c Implementer funksjonen F kun med NAND-porter. ADta at inverterte inngangssignaler ikke er tilgjengelig. (slutt pa oppgave c) Gitt funksjonen: - G( A, B, C, D) = ABC + A CD + ACD + ABD + ABC (*) Oppgave d Forenkle funksjonen G ved a broke Karnaugh-diagram og implementer den med et minimalt antall NAND-porter. Anta at inngangssignaiene finnes i bade invertert og ikke-invertert utgave. Kan funksjonen ytterligere forenkles ved A ta i bruk en XOR-port med 2 innganger? Hvis eventuelt hvordan dette kan gjores.. Oppgave e Benytt en 8xl multiplekser (8 datainnganger, 3 styrelinjer og 1 utgang) ill A realisere funksjonen G(A~,C,D) i oppgave d (.) -- - hver invertering er kun pi et enkelt literal, ABC angir (A-invertert. B-invertert C-invertert), ikke (AoBoC)-inverterto 4
, Oppgave 3 - Minneladder (vekt 10%) Anta at vi bar en ROM-minnekrets som kan lagre 8 stk. 2-bits ord det lagret data sam vist i tabellen under. denne minnekretsen ligger A2 En n-bits bin~r adder kan lages ved hjelp av n stk. fulladdere. Vis med en skisse hvordan man kan lage en 3-bits bin~radder kun ved hjelp av 3 stk. ROM-minnekretser moo innhold sam vist i tabellen over. Husk A markere hva sam er de forskjellige inngangene og hva som er utgangene tit adderen. Oppgave 4 - Tellerlsekvensiell krets (vekt 10%) I figuren under er det vist en sekvensiell krets. Skisser hvordan signalene AO og Al forandrer verdi i lopet av 6 klokkeperioder (Clk). Anta at AO og Al begge er 0 i utgangspunktet Clk A 1-1 ' -.. AO_1 CI k ~~n_rlnj1 Husk at T flip-flop' en som vist over er det samme som en JK flip-flop med J- og K-inngangen koblet sammen.. - "
Oppgave 5 - Tilstandsmaskin (vekt 30%) Vi skal overvake et omrade bestaende av et utendersareal, en gang og et rom som illustrert i figured over. Det er mulig for en person a ga utenfra, gjennom dot A, inn gjennom gangen, gjennom dot B og inn i rommet. Rommet bar bare en dot (dvs. dot B). Idette omradet gar det en vaktmann fram og tilbake om natta. Vaktmannen kan stoppe opp og gnu hvor som heist, men ikke midt i en dm. Ved hver dm er det montert en sensor som registrerer om vaktmannen passerer. Disse sensoren er synkrone moo et globalt klokkesignal "CLK", og gir fra seg en "1"er som varer en klokkeperiode hver gang vaktmannen passerer. Ellers er utgangssignalet fra sensorene "0". Det vii si at en sensor kan i seg selv ikke registrere hvilken vei vaktmannen passerer, bare om han passerer eller ikke. Vi ~ker a lage en sekvensiell krets som er en tilstandsmaskin som kw1 ved hjelp av disse to sensorsignalene, gjer oss i stand til a vite om vaktmannen befinner seg ute, i gangen eller i rommet. Tilstandsmaskinen skal derfor ha tre binrere utgangssignaler "V", "G" og "R" som skal signalisere hvor vaktmannen befinner seg. Vi antar at det kun eksisterer en vaktmann og ingen;andre personer i systemet. Vi kan ogsa anta at under oppstart av tilstandsmaskinen er alle flip-flop-utgangene lik "0" og vaktmannen er utendors. Vi antar ogs! et ideelt system uten mulighet for feil i sensorene. Gangen er lang og sensor A kan ikke gi ut "1" samtidig som sensor B gir ut "1". Oppgave a Definer inngangsvariabler og tilstandene. Begrunn valg av variabler og tilstander og beskriv hva hver tilstand representerer. I Oppgave b Tegn tilstandsdiagram og sett opp tilstandstabell Oppgave c Implementer den sekvensielle kretsen ved bruk BV D flip-flop'er 6