課程名稱︰數位系統與實驗
課程性質︰必修
課程教師︰甘宗左
開課學院：電資學院
開課系所︰資工系
考試日期（年月日）︰2012/6/21
考試時限（分鐘）：180分鐘
是否需發放獎勵金：是
（如未明確表示，則不予發放）
試題 :
NTU DSL 2012 Final Exam (20-12-06-21)
1. 有一個非揮發性記憶體（如 EEPROM & Flash Memory）的操作是在被寫之前必須先
Erase 成 0xFF，然後只能由1被寫成0，不能由0被寫成1。但是該非揮發性記憶體是有
被 Erase 次數之限制。
現在有一個 16Bytes 的非揮發性記憶體，每一個 Byte 被 Erase 的次數是10次。現
在需要記錄一個 Counter 值，從0開始，每一次加1。該非揮發性記憶體的 16Bytes
初始值均為 0xFF。
1) 請設計一個方法可以做這個計數記憶，計算並證明您所設計之方法，在該非揮發性
記憶體損毀之前，所能儲存之最大計數值為多少。 (20%)
2) 請將上述之方法，以一個 HW 線路實作（以 Block 方式描述，但須定義該 Block
的功能，且須說明如何能夠以邏輯電路實作之）包含此非揮發性記憶體之控制電路
，控制之線路至少應有，
a) /nCount,
b) Limit,
c) /OE,
d) DataBus[n]
其中，
a) /nCount 為一個 LowPulse，當收到此 LowPulse 時，對 Counter 進行加1
b) Limit，平時為 Low，若是已達該計數器之上限則拉為 High，不再能進行
Counting
c) /OE，outputEnable，當 /OE 為 Low 時，Counter 的值放到 DataBus[n] 上，
若為 High，則 DataBus[n] 要為高阻抗狀態
d) DataBus[n] 為放置 Counter 資料之訊號，若 /OE 為 High，則為高阻抗狀態。
當 /OE 為 Low 時，Counter 的值會被放到 DataBus[n] 上
(15%)
2. 請參考之前 SIMP-08 之 Design，
1) 設計可執行如下指令之 SIMP-08 V5 架構 (20%)
2) 描述各指令之執行 Steps (35%)
3) 繪出 Register File（暫存器）的電路圖 (10%)
Note:
Register 寬度為 8Bit，Address Bus 寬度為 16Bit
執行之 Step 越短且 CPU 結構越簡單分數越高。
Memory Access 為 2 Steps。 [MAR Output & Data Input to MDR
為2個 Clock 完成]
Fetch & Decode Steps 僅需描述第一次，其餘請描述 Execution Stage 即可
Reset 時，Program Counter 的來源為 [0xFFFE] & [0xFFFF]
Low Address 在 [0xFFFE]，High Address 在 [0xFFFF]
┌────────┬─────┬─────┬─────┬──────────┐
│ Instruction │ OP1 │ OP2 │ OP3 │ Note │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Load Rx,#imm │0000 0xxx│IIII IIII│ － │Load Rx #imm value │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Load Rx,[mem] │0001 0xxx│LLLL LLLL│HHHH HHHH│Load Rx from [mem] │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Store [mem],Rx │0001 1xxx│LLLL LLLL│HHHH HHHH│Store Rx to [mem] │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Add Rx,Ry,Rz │0010 0xxx│0yyy 0zzz│ － │Rx = Ry + Rz │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Sub Rx,Ry,Rz │0010 1xxx│0yyy 0zzz│ － │Rx = Ry - Rz │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Jump [Rx]+[Ry] │0011 0000│0xxx 0yyy│ － │Jump [Rx]+[Ry]; Ry++│
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Jump #Loc │0100 0000│LLLL LLLL│HHHH HHHH│Jump #Loc │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Push Rx │0011 0001│0000 0xxx│ － │Push Rx to stack │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Push ALL │0011 0010│ － │ － │Push all regs to │
│ │ │ │ │stack include flags │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Pop ALL │0011 0011│ － │ － │Pop all regs from │
│ │ │ │ │stack include flags │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Pop Rx │0011 0001│1111 0xxx│ － │Pop Rx from stack │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│NOP │1000 0000│ － │ － │Do Nothing │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│HALT │1111 1111│ － │ － │Stop │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Jump C,[Rx] │0100 0001│0000 0xxx│ － │Jump to Loc[Rx] when│
│ │ │ │ │carry flag is set │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Set.C │0100 0001│0001 0000│ － │Set Carry Flag │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Clr.C │0100 0001│0001 0001│ － │Clear Carry Flag │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Warm Reset │1111 0000│ － │ － │CPU Warm Reset │
├────────┼─────┼─────┼─────┼──────────┤
│Cold Reset │1111 1110│ － │ － │Force CPU Cold Reset│
│ │ │ │ │Trap │
└────────┴─────┴─────┴─────┴──────────┘
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 61.230.116.71