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Control Unit malfunzionante

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cosa succede se la CU genera segnali errati? dobbiamo individuare:

  • quale combinazione di segnali venga generate
  • quali istruzioni vengano influenzate dalle nuove combinazioni, e cosa facciano e successivamente possiamo scrivere un programma che ci mostri se la CPU è malfunzionante o meno.

segnali CU

center

RegWrite ← Branch

se ho il dubbio che il segnale RegWrite sia determinato dal segnale Branch (ossia abbia lo stesso valore)

tip

si assumano i delta come: MemToReg = 1 solo per la lw, RegDest = 1 solo per le istruzioni di tipo R (altrimenti zero).

  1. quali istruzioni sono affette?

center

  • tutte le istruzioni che modificano un registro (tipo r e lw) lo lasceranno invece invariato
  • branch - oltre a saltare, modificherà uno dei registri:
    • rt verrà sovrascritto (perché RegDst = 0)
    • il valore scritto sarà la differenza tra i due registri confrontati dalla ALU (assumiamo MemToReg = 0)
  1. programma per mostrarlo

scriviamo un programma che lasci il valore 0 nel registro $s0 se la CPU è malfunzionante, e scriva 1 se funziona correttamente.

  • ricordiamo che non possiamo caricare un valore in un registro perché RegWrite = 0

basta una qualsiasi istruzione che generi un valore diverso da 0: li $s0, 1 addi $s0, $zero, 1

oppure una beq che calcoli la differenza tra due valori uguali ($s0 e se stesso), ma assumendo che inizialmente $s0 = 1 beq $s0, $s0, ... visto che il risultato del confronto tra i due registri (sub della ALU verrà caricato erroneamente nel registro, $s0 varrà 0).

MemWrite ← not(RegWrite)

  1. istruzioni affette:

center

  • j e beq saltano correttamente, ma scrivono in memoria

  1. codice:

ci conviene usare la beq, perché memorizzerà il valore del registro $rt all’indirizzo calcolato dalla ALU come differenza tra $rs e $rt.

move $s0, $zero  // mettiamo 0 dentro $s0
sw $s0, 0  // scriviamo il valore di $s0 (0) all'indirizzo 0
li $s1, 1

beq $s1, $s1, on // *
on:
lw $s0, 0 // caricando il contenuto

* branch apparentemente inutile (compara due registri uguali e salta all’istruzione successiva), ma che serve a vedere se scrive all’indirizzo zero (la ALU fa sub tra due registri uguali, fa 0, e se la CPU è rotta va a scrivere $s1 (1) in 0, sovrascrivendo lo 0)

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