Πανεπιστήμιο Κρήτης
ΗΥ-225
Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών
Άνοιξη 2000
ΗΥ-225: Οργάνωση Υπολογιστών
2000-03-08 - βδομάδα 6
Δ. Πνευματικάτος
φυλλάδιο 6

3η Σειρά Ασκήσεων

Προθεσμία έως Τετάρτη 15 Μαρτίου (βδομάδα 7)

3.1: Στο σχήμα δίδεται ένα κομμάτι του datapath ενός υπολογιστή τύπου accumulator. Δώστε τα λεπτομερή διαγράμματα χρονισμού γιά όλα τα σήματα που φαίνονται στο σχήμα (με τα ονόματά τους), σε σχέση με το ρολόϊ (συχνότητας 50 MHz). Τοποθετήστε χρονικά όλες τις ακμές στη διάρκεια ενός κύκλου, με σημείο αναφοράς t=0 την αρχή του κύκλου. Γιά τις εισόδους του κυκλώματος (memData, instr, sel, op) δώστε το μικρότερο δυνατό ``χρονικό παράθυρο εγκυρότητας'' που επιτρέπεται γιά σωστή λειτουργία. Υποθέστε ότι τα συνδυαστικά κυκλώματα που έχουν δύο ή περισσότερες εισόδους έχουν την ίδια καθυστέρηση από όλες τις εισόδους τους μέχρι την έξοδο.

3.2-3.5: Σχεδιάστε μία μνήμη πλάτους 32 bits και χωρητικότητας 32 MBytes, με τους εξής τρείς τρόπους:

(α) χρησιμοποιόντας chips SRAM των 4 Mbit, οργανωμένα σαν 256 K x 16,
(β) χρησιμοποιόντας chips DRAM των 16 Mbits, οργανωμένα σαν 4 M x 4, και
(γ) χρησιμοποιόντας chips DRAM των 16 Mbits, οργανωμένα σαν 16 M x 1.
Σε κάθε μιά από τις τρείς περίπτωσεις:

3.2: Πόσα chips χρειάζονται και γιατί; Πόσες ``γραμμές'' και πόσες ``στήλες'' από chips θα υπάρχουν;

3.3: Πόσες λέξεις, πόσα bytes, και πόσα bits έχει η μνήμη που προκύπτει; Γιατί;

3.4: Δείξτε καθαρά, πόσα και ποιά bits της διεύθυνσης πηγαίνουν πού. Η διεύθυνση γιά τα 32 MBytes έχει προφανώς 25 bits. Σε όλες τις περιπτώσεις εκμεταλλευτείτε όλη τη μνήμη που προέκυψε - πόσα bits διεύθυνσης χρειάζονται γιά να γίνει αυτό; Υποθέστε ότι τα chips έχουν είσοδο chip select (CS), όπως στο φυλλάδιο 5 (Διαθέσιμα Υλικά).

3.5: Γιά τις περιπτώσεις (β) και (γ) της δυναμικής RAM, δείξτε τους πολυπλέκτες που τροφοδοτούν τα pins διεύθυνσης των chips, και πόσα και ποιά σύρματα διεύθυνσης τροφοδοτούν κάθε μιά από τις δύο εισόδους των πολυπλεκτών, χωρίς όμως να ασχοληθείτε με τα σημάτα ελέγχου (RAS - row address strobe, CAS - column address strobe, κλπ.).