2009. 6. 13. 10:00 ~13:00

디지털 시스템 설계 및 실험	출제: 채수익

기말고사

1.  (1) IEEE  754 표준 single-precision floating point을 간단히 설명하고 single-precision	floating point의 곱셈기의 block diagram을 그리고 설명하시오.(5점)

(2) 이에 상응하는 Verilog code를 기술하시오. (10점)

2. floating point number의 ARRE (average relative representation error)를 밑수 beta와 ulp

로 표현하는 식 을 유도하시오.  (5점)

3.  tree adder의 taxonomy에서 좌표가 (1,1,1)인 8-bit tree adder의 parallel prefix graph를

그리고, level 수가 4, fanout 수가 3, wiring track 수가 2인 것을 확인하세요. (10점)

4. 24-bit 2's complement 두 수를 곱하는 곱셈기를  modified radix-4 Booth's algorithm를

사용하고 Wallace tree를 사용하여 partial product accumulation을 하여 구현하려고 한다.	(각 단계의 풀이 과정을 자세히 쓰세요.)

(1) 이 경우 accumulation을 위하여 (3,2) counter를 사용했을 때  operand의 수가 2개가

될 때까지 몇  level이 필요하고 한가? (5점)

(2) 이 경우 accumulation을 위하여 (4,2) compressor를 사용했을 때 operand의 수가 2개

가 될 때까지 몇  level이 필요한가? (5점)

(3) 한 (3,2) counter의 delay가  2D이고, 한 (4,2) compressor의 delay가 3D라고 가정

했을 때,  누가 더 빠른가? (5점)

5. (1) 4번의 경우 (4,2) compressor를 사용하여 accumulation한 후에 carry propagation

adder를 추가하여 24x24 multiplier 구현하는 block diagram을 그리고 설명하시오 (10점)

(2) 곱셈기의 속도를 더 빠르게 하기 위하여 pipeline stage를 삽입한다면 어떻게 해야

하는지 설명하시오. (10점)

(3) (2)의 경우에 해당하는  Verilog code를 기술하시오. (10점)

module multiplier(product, M1, M2, clock, reset);

endmodule

6.  (1) daisy chain arbitration을 설명하시오. (5점)

(2) round-robin arbitration을 설명하시오. (5점)

7. UART의 receiver의 oversampling rate이 8이고 even parity를 사용할 때 아래 SM chart를

참고하여 receiver module의 Verilog code를 가능한 한 완벽하게 기술하시오. (20점)

module UART_receiver(clk, reset_n, read_RDR, RDR, RcvSR, RxC, RxD);

endmodule

FE: frame error, OE: overrun error, PE: parity error,  RF: RDR full,

8. (1) 아래 RISC에서 NOT instruction의 execution stage에서 0 cycle을 수행하도록 하기

위해서 decoding stage에서 연산이 끝나야 한다.  NOT instruction의 ASM chart를

그리시오. decoding stage에서의  microinstruction을  정확히 기술하시오. (10점)

(1-byte 명령어: NOT src dst)

(2) 아래 RISC에서 WRITE instruction의 execution stage에서 2 cycle이 필요하다.

WRITE instruction의 ASM chart를 그리시오. decoding stage와 execution stage에서의

microinstruction을  정확히 기술하시오. (2-byte 명령어: WRITE src | address) (10점)