




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、非同步電路設計 期末考參考答案1. (4%)Draw a 3-stages 4-phase dual-rail 2-bit data path.(5-4)2. (3%)Design a 4-phase bundled-data demultiplexer.(5-7)3. (5%)Design a 4-phase bundled-data Merge with inputs x and y. What is the inputs assumption? Why? Assume input x is active, explain that there is a glitch in the C-e
2、lement of y-ack.(5-9)(1)COMPONENT4-phase bundled datayzxyzxy-reqx-reqy-ackz-ackx-acky-reqz-reqx-reqCCMerge(wait for one)(2) Mutually exclusive inputs(3) 如果input不互斥,在x-req active之後,z-req傳至下級,在下級使z-ack active之後,如果y-req也active了,則除了x-ack外,y-ack也會active,但input y的data卻是還沒傳到下一級,電路動作發生錯誤。4. (4%)Draw an asym
3、metric C-element and design it in transistor level. Explain its application.(5-10)如果能確定電路動作中,b¯一定在a¯之前,則b¯的輸入可以省略,所以可以節省一個transistor,增快電路速度。5. (5%)Design a bundled-data arbitrating Merge.(5-14)6. (3%)Draw a 2-input OR in dual-rail PLA notation.(5-25)7. (8%)Design adders without/with G
4、enerate and Kill in dual-rail PLA notation and compare them in speed.(5-26)ADDabcsda.ta.fb.fb.tc.fc.ts.ts.fd.fd.tCCCCCCCCa.ta.fb.fb.tc.fc.ts.ts.fd.fd.tCCCCCCCCCCGENKILL左邊是沒有Generate與Kill的電路,右邊是有Generate與Kill的電路,在ripple carry adder中速度的瓶頸在於carry的傳遞,現在如果有設計Generate與Kill的adder有機會可以在後面的carry還沒傳遞上來時便決定自身的
5、carry給下一級,所以速度較快。8. (3%)Explain Null Convention Logic.(pp 69)將電路動作的控制做在gate之中,如上圖的兩個gates,數字代表inputs中有多少個以上的input為active則output為active,而如果所有input為inactive則output為inactive,其他狀況則output不變,所以一個n-inputs的NCL gate如果數字為1則行為如同OR gate,如果數字為n則行為如同C-element。9. (6%)Assume a hybrid adder is an adder with bundled-
6、data inputs and dual-rail carries. Design two hybrid adder in weak indication and strong indication.(5-32)Sum:Carry:(1)weak indication(2) strong indication10. (4%)Explain fundamental mode and input/output mode.(6-3)(a) fundamental mode:必須在所有inputs、outputs以及internal nodes都是stable的狀態下,environment才能更改一
7、個input的值。(b) Input/output mode:只要input與output的值是stable狀態,environment就可以更改一個以上的input值,而不必在意內部是否處於stable狀態。11. (4%)Explain transport delay and inertial delay(pp 83)(a) transport delay:又稱為pure delay,單純的將訊號shift過去,不做任何變動。(b) inertial delay:較接近實際狀況的delay,只要時間不足,訊號的短期變化會被gate過濾掉。12. (4%)Explain Petri-net,
8、 STG, and SG.(6-5)(1) perti-net:petri-net是由directed arcs和兩種node:transitions、places組成,可用來建構或分析不同的系統(2) STG:STG是petri-net加上input free choice、1-bounded、liveness的限制,在省略了一些簡單的place(one arc in,one arc out)而成,另外還可以依需求的不同,加上consistent state assignment、persistency、complete state coding之類的限制。(3) SG:SG是將各狀態進行編
9、碼,形成SG內部的node,另外以directed arcs相連接,這些arc代表訊號的變化,因此SG遠比STG複雜,但在可以用在電路合成(synthesis)。13. (5%)Explain th hazard in f=ab + bc + ca. How to solve it?(6-13)在此電路如果三個AND gate之中有一個的速度特別慢,例如bc的AND gate特別慢,則在上面的signal transition中會因為bc的true太慢形成而導致c的訊號形成一個glitch。解決的方法可有:(1) 增加一個delay element:將hazard隱藏在delay之中。(2)
10、使用更複雜的電路:用完備的電路避免掉訊號轉換時的glitch。14. (6%)Draw Karnaugh maps to explain static-1 hazard and dynamic-10 hazard. (pp95)(1) static-1 hazard如果state依照12,13,15,14的順序來走,則state 14的output邏輯值應該維持在1,但實際上由於15的1是由d的值通過OR gate得來,而14的1是由b&c之後通過OR gate得來,當state由15轉成14,即d變為0,如果AND gate的速度太慢來不及接上,則output將會先轉成0,等AND
11、gate的值上來後才恢復成1,此為static-1 hazard。(2) dynamic-10 hazard會發生在4,6,2,0的state transition flow,在state 4會自然轉換到state 6,此時如果將b降為0會進入state 2,在自然轉換到state 0,output也應該由1變為0,但在state 6時會使得b&c的值為1,如果此gate太慢時會使得在state 2, 0之間原本降為0的output會有個1的pulse再回到0,此為dynamic-10 hazard。15. (4%)Draw two possible variable z states
12、 implementation templates using (simple) state holding elements.(pp 96)(1)使用S-R latch(2)使用C-element16. (7%)Assume variable zs set logic and reset logic is z-set = ab and z-reset=bc,respectively. Draw the circuit in gat-level, and show implementations in dynamic CMOS and static CMOS.(pp 100)(1) dynam
13、ic CMOS implementation(2) static CMOS implementation17. (6%)Explain the six characteristics of STG: 1-bounded, liveness, consistent state assignment, persistency, and complete state coding. (pp 88)(1) Input free choice: The selection among alternatives must only be controlled by mutually exclusive i
14、nputs.(2) 1-bounded: There must never be more than one token in a place.(3) Liveness: The STG must be free from deadlocks.(4) Consistent state assignment: The transitions of a signal must strictly alternate between _ and _ in any execution of the STG.(5) Persistency: If a signal transition is enable
15、d it must take place, i.e. it must not be disabled by another signal transition. The STG specification of the circuit must guarantee persistency of internal signals (state variables) and output signals, whereas it is up to the environment to guaranteepersistency of the input signals.(6) Complete sta
16、te coding (CSC): Two or more different markings of the STG must not have the same signal values (i.e. correspond to the same state). If this is not the case, it is necessary to introduce extra state variables such that different markings correspond to different states. The synthesis tool Petrify wil
17、l do this automatically.18. (12%)In the timing diagram, a and b are inputs and c and d are outputs. According to the diagram, draw its STG and SG, and then design c and d.(6-23)abcd(1) STGd+a-a+b+c-c+b-b+c+d-(2)SGRR00b+01R0c+0F10a+b+1R00110Rc-00F0b-d+11R1a-F110111Fd-c+(3)The Karnaugh map of cset(c)=d+abreset(c)=borc=d+ab+bc000100011110cdab0R00xxRxx x1xF11x1110(4)The Karnaugh map of ddcbaabcdset(d)=abcreset(d)=cord=abc00011110cdab000100R0xx1xx xFx000x111019. (3%)What is the static type checking in asynchronous circuit? (pp 118)由於在不同data validity的元件連結時,可能取擷取到invalid的data而發生錯誤,所以在建構完電路後必須檢查連接處的
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 皮革制品修补技术国际标准与规范考核试卷
- 燃气具行业清洁生产与资源综合利用考核试卷
- 珠海市高三月质量监测(二模)理综试题
- 连云港市重点中学2025年初三下学期期末学业水平调研英语试题试卷含答案
- 西藏那曲市色尼区2024-2025学年三下数学期末复习检测模拟试题含解析
- 山西省晋中市四校2025届高三教学质量检测试题英语试题含解析
- 江西信息应用职业技术学院《工程估价与费用管理双语》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 辽宁省锦州市义县2024-2025学年五年级数学第二学期期末达标测试试题含答案
- 山西应用科技学院《核医学实验技术》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 南京大学《阿拉伯语视听说》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 带电粒子在磁场中的周期性运动
- 2022年西藏中考化学真题及答案
- 一年级100以内进位加法口算题
- 《特殊教育概论》考试试题及答案(完整版)
- 农田水利渠道灌溉节水改造工程设计施工方案
- 生姜检验报告单
- 硫酸车间焚硫炉烘炉及锅炉煮炉方案资料
- 锚索抗滑桩毕业设计(湖南工程学院)
- 中国少数民族作家学会入会申请表(共2页)
- 消检电检方案
- LED显示屏项目立项报告(模板参考)
评论
0/150
提交评论