‫هوالعلیم‬
‫الکترونیک دیجیتال (‪)40312‬‬
‫‪Digital Electronics‬‬
‫دانشکده مهندسی کامپیوتر‬
‫دانشگاه صنعتی‬
‫مدرس‪ :‬دکتر منظوری‬
‫شریف‬
‫مهلت تحویل‪ :‬سه شنبه‪ 11 ،‬تیر ‪11‬‬
‫پروژه نهایی‬
‫در این پروژه شما باید یک چیپ ‪ ALU‬در سطح ترانزیستور طراحی کنید که از لحاظ توان مصرفی بهینه باشد و بیشینه‬
‫کارایی (‪ )Performance‬را دارا باشد‪.‬‬
‫چیپ ‪ ALU‬ای که قرار است طراحی کنید‪ ،‬دارای ‪ 24‬پایه است که به شرح زیر می باشد‪:‬‬
‫توضیحات‬
‫شماره پایه‬
‫توضیحات‬
‫شماره پایه‬
‫‪1‬‬
‫‪Clock‬‬
‫‪15, 16, 17, 18‬‬
‫‪Output‬‬
‫‪2, 3, 4, 5‬‬
‫‪Input A‬‬
‫‪19‬‬
‫‪Carry‬‬
‫‪6, 7, 8, 9‬‬
‫‪Input B‬‬
‫‪20, 21, 22‬‬
‫‪Command‬‬
‫‪10, 11, 13, 14‬‬
‫‪Input C‬‬
‫‪23‬‬
‫‪Null‬‬
‫‪12‬‬
‫‪GND‬‬
‫‪24‬‬
‫‪VDD‬‬
‫تذکر‪ :‬پایه ‪ 21‬ام‪ Null ،‬است و به جایی متصل نخواهد شد‪.‬‬
‫دستوراتی که ‪ ALU‬باید دریافت کند‪ ،‬در جدول زیر آمده است‪:‬‬
‫ورودی دستور‬
‫خروجی‬
‫توضیحات‬
‫‪000‬‬
‫‪001‬‬
‫‪010‬‬
‫‪011‬‬
‫‪100‬‬
‫‪101‬‬
‫‪110‬‬
‫‪111‬‬
‫‪‬‬
‫‪ADD A+B‬‬
‫‪ADD A+C‬‬
‫‪SUB A-B‬‬
‫‪SUB A-C‬‬
‫‪SHR A‬‬
‫‪SHL A‬‬
‫‪Complement A‬‬
‫‪Do Nothing‬‬
‫‪Output = A+B; Carry is set if it’s 1‬‬
‫‪Output= A+C; Carry is set if it’s 1‬‬
‫‪Output=A-B‬‬
‫‪Output= A-C‬‬
‫‪Output= Shift Right Logical A for B bit‬‬
‫‪Output= Shift Left Logical A for B bit‬‬
‫‪Output= 2’s Complement of A‬‬
‫‪1‬‬
‫نکات مهم‪:‬‬
‫‪ ‬جمع کننده را باید به صورت سریال طراحی کنید‪.‬‬
‫‪ ‬طراحی مستقیم اجزای مدار با ترانزیستور نمره اضافی در پی دارد‪ .‬برای بهبود توان بهتر است گیت های ‪Shift‬‬
‫‪ Register‬و ‪ Decoder‬را مستقیما ترانزیستوری پیاده سازی کنید‪ ( .‬به عنوان مثال به جای اینکه یک ‪DFF‬‬
‫را با استفاده از گیت های منطقی پیاده سازی کنید‪ ،‬مستقیما با ترانزیستور پیاده سازی کنید)‬
‫‪ ‬سعی کنید از کتابخانه های استاندارد استفاده کنید‪.‬‬
‫‪ ‬گیت ها به گونه ای طراحی کنید که ‪ Glitch‬در آنها کمینه باشد‪ ( .‬پرش های ولتاژ پس تغییر حالت ولتاژ)‬
‫‪ ‬سعی کنید به صورت ‪ Bottom Up‬مدار را طراحی کنید‪ .‬در هر مرحله هم از درستی مدار خود مطمئن شوید‪.‬‬
‫‪ ‬در دستورهای ‪ 110‬و‪ 101‬باید ورودی ‪ A‬به اندازه عددی که ورودی ‪ B‬نشان میدهد‪ ،‬شیفت داده شود‪.‬‬
‫( در ‪ B‬کالک)‬
‫خواسته های پروژه‪:‬‬
‫‪ ‬میزان بیشینه و کمینه ‪ tplh‬و ‪ tphl‬رابرای مدار خود به دست آورید‪.‬‬
‫‪ ‬بیشترین توان مصرفی مدار را با اعمال دستورات متفاوت با ورودی یکسان به دست آورید‪ .‬بیشترین توان در‬
‫هنگام اجرای کدام دستور به دست می آید؟‬
‫‪ ‬با تغییر دمای ترانزیستور (در حدود ‪ 111‬درجه سانتیگراد) ‪ ،‬توان را دوباره محاسبه کنید و پاسخ را با حالت‬
‫پیشین مقایسه کنید‪.‬‬
‫‪ ‬پارامتر ‪ Vth‬را در مدل ترانزیستورها عوض کنید و توان را دوباره محاسبه کنید‪ .‬نسبت به حالت عادی‪ ،‬مقدار‬
‫توان چه بیشتر یا کمتر شده است؟‬
‫‪ ‬مستند سازی پروژه را که شامل نحوه طراحی مدار‪ ،‬شکل موج ورودی ها و خروجی و تحلیل خواسته های مدار‬
‫است ‪ ،‬به صورت یک فایل ‪ Pdf‬به همراه تمامی فایل ها و کتابخانه های استفاده شده در یک فایل فشرده به‬
‫قالب زیر دربیاورید و آن را ارسال کنید‪:‬‬
‫‪DE-Project-#STD_ID1-#STD_ID2.zip‬‬
‫‪2‬‬
‫مالحظات‪:‬‬
‫‪ ‬پروژه در قالب گروه های ‪ 2‬نفره انجام خواهد شد‪.‬‬
‫‪ ‬پس از نوشتن پروژه‪ ،‬فایل فشرده شده را به آدرس ‪ [email protected]‬و با موضوع ‪de-‬‬
‫‪ project‬ارسال نمایید‪.‬‬
‫‪ ‬به ازای هر روز تاخیر در ارسال‪ 01 ،‬درصد از نمره پروژه کسر خواهد شد‪.‬‬
‫‪ ‬فرستادن کل یا قسمتی از برنامه تان برای افراد دیگر‪ ،‬یا استفاده از کل یا قسمتی از برنامه فردی دیگر به نام‬
‫خود‪ ،‬تقلب محسوب میشود‪.‬‬
‫‪ ‬در صورت مشاهده تقلب‪ ،‬به میزان کد‪ ،‬نمره منفی تعلق خواهد گرفت‪ .‬در صورت تقلب در بیش از ‪ 21‬درصد‬
‫پروژه ‪ ،‬نمره کل پروژه صفر خواهد شد‪.‬‬
‫‪ ‬پروژه تحویل حضوری خواهد داشت که زمان بندی دقیق آن متعاقبا اعالم خواهد شد‬
‫‪ ‬اگر هر گونه ابهام یا مشکل در مورد پروژه داشتید که فکر میکنید پاسخ آن برای همه مفید خواهد بود‪ ،‬لطفا‬
‫آن را به گروه پ ستی درس ارسال کنید‪ .‬در غیر این صورت به آدرس ‪[email protected]‬‬
‫بفرستید‪.‬‬
‫‪1‬‬