DEVOIR 3 noté sur 5 points On considère l`architecture de

NFA004 – semestre 2 - 2012-2013
DEVOIR 3
DEVOIR 3 noté sur 5 points
On considère l'architecture de processeur jointe. Les registres du processeur sont sur 32 bits. Les
portes à activer sont représentées par un rond sur la flèche.
Le format des microcommandes est :
- entrée du contenu d'un bus vers un registre : nombusnomregistreEn (exemple BR0En)
- sortie du contenu d'un registre vers un bus : nombusnomregistreSor (exemple
BCOSor)
- entrée sur une entrée de l'UAL@ : nombusentréeUAL@En ou
nomregistreentréeUAL@En (exemples RBUal@aEn, AUal@bEn)
- sortie des UAL : nombussortieUALSor et nombussortieUAL@Sor (exemple
BualsSor)
Le passage du bus A vers le bus B s'effectue en activant une opération Nop sur l'Unité
Arithmétique et Logique (UAL), ce qui a pour effet de copier le contenu de l’entrée a de l’UAL
sur la sortie de l'UAL. Ainsi pour passer le contenu du bus A au bus B, les étapes sont :
- mettre le contenu du bus A dans entrée a de l’UAL : AUalaEn ;
- activer l’opération Nop : Nop ;
- sortir la sortie de l’Ual sur la bus B : BualsSor.
L’opération de lecture et écriture est déclenchée par une micro-commande LEC ou ECR.
La micro-commande INCO incrémente le contenu du CO.
La micro-commande AXSor permet de sortir sur le bus A la partie basse du registre RI.
bus A
inco
RSP
CO
R0 R1
R3
RI
S
Z O C
a
PSW
b
a
UAL
Nop
add
s
RDO
RB
add
UAL@
b
s
bus B
1
RAD
m
é
b
m
u
o
s
i
r
e
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DEVOIR 3
Question 1
1,5 points
a/ Donnez la séquence de microcommandes associée à l'instruction ADD I R0 100 qui effectue
l’addition du registre R0 avec un mot mémoire obtenu par adressage indirect et stocke le résultat
dans R0.
(1 point)
b/ Le processeur représente les entiers signés en complément à 2 sur 16 bits. Lors de l’exécution
de l’instruction ADD I R0 100, le registre R0 contient la valeur (+ 32750)10. La mémoire centrale
contient entre autre les données suivantes
Adresse mémoire
100
Contenu du mot
150
150
30
Quel est le résultat de l’opération réalisée ? Comment cela se traduit-il au niveau de l’unité
arithmétique et logique ?
(0,5 point)
Question 2
1,25 points
Le processeur dispose d’une mémoire cache associative de 4 entrées. Les adresses mémoire sont
sur 16 bits. Chaque mot mémoire fait 32 bits. La mémoire centrale est adressable par octet.
Chaque entrée du cache contient un bloc de 4 mots.
a/ Quelle est la taille de l’étiquette ?
(0,25 point)
b/ Soit la suite de références suivantes, qui correspondent aux accès mémoire demandés
par le processeur, en terme d’adresses d’octets, dans le temps. Les adresses sont données en
hexadécimal (base 16)
temps
adresse
0
001F
1
0A1F
2
013A
3
001D
4
1B1E
5
0014
6
013B
7
1B32
8
1137
En utilisant l’annexe fournie sur laquelle vous reporterez votre numéro de copie, donnez
l’évolution des 4 entrées du répertoire du cache et notez les défauts dans les deux cas suivants
1/ la politique de remplacement est FIFO (0,5 point)
2/ la politique de remplacement est LRU. (0,5 point)
Question 3
(1,25 point)
Le processeur dispose à présent d’une mémoire cache à correspondance directe de 4 entrées. Les
adresses mémoire sont sur 16 bits. Chaque mot mémoire fait 32 bits. La mémoire centrale est
adressable par octet. Chaque entrée du cache contient un bloc de 4 mots.
a/ Quelle est la capacité de la mémoire centrale exprimées en Ko (0,25 point)
b/ Quelle est la taille de l’étiquette ? (0,5 point)
c/ Quelle est la taille réelle du cache ? (0,5 point)
2
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DEVOIR 3
Question 4
(1 point)
On considère une machine admettant 8 niveaux d’interruptions matérielles numérotées de 0 à 7,
le niveau d’interruptions 0 étant le plus prioritaire et le niveau 7 le moins prioritaire. Le
processeur dispose de deux broches, une broche INT sur laquelle lui parvient le signal
d’interruption, une broche INTA avec laquelle il acquitte les interruptions. Les 8 niveaux
d’interruptions sont gérés par un contrôleur d’interruptions. Il ne vous est pas demandé de donner
l’évolution des registres du contrôleur.
a) A l’instant 0, le contrôleur d’interruption reçoit les interruptions 7, 4, 5. Quelle interruption est
délivrée au processeur ? Que fait le processeur ? (0,5 point)
b) Durant le traitement par le processeur de l’interruption délivrée selon vous à la question a, le
contrôleur reçoit l’interruption 2. Que se passe-t-il ? Aucune autre interruption n’est délivrée au
contrôleur. Donnez l’ordre de service de ces interruptions par le processeur. (0,5 point)
3
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DEVOIR 3
ANNEXE
NOM Prénom :
1/ Remplacement FIFO
temps
0
adresse 001F
Ligne 1
Ligne 2
Ligne 3
Ligne 4
Défaut/
Succès
1
0A1F
2
013A
3
001D
4
1B1E
5
0014
6
013B
7
1B32
8
1137
2
013A
3
001D
4
1B1E
5
0014
6
013B
7
1B32
8
1137
2/ Remplacement LRU
temps
0
adresse 001F
Ligne 1
Ligne 2
Ligne 3
Ligne 4
Défaut/
Succès
1
0A1F
4