Assignment 2

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� � �� �������������������������������������� ������������ EE3353: ASIC Design & FPGA Assignment # 2 (Due-Date: April 10th, 2015, Due in Class) NOTE: This is an individual assignment You have to submit it in handwriting No Computer print outs will be accepted No Late Submission is allowed!! Q # 1 (a) Write Verilog module in Behavioral Modeling for the Circuit schematic of generalized adder/subtractor shown below: (Assume N = 16 ) (10-Points) (b) Write an automated test-bench in Verilog, that will exhaustively test an 8-bit Adder If output of adder is not correct, test-bench should print an ERROR message (10-Points) Q # 2 (20-Points) (a) Write Verilog module in Behavioral Modeling for the Circuit schematic shown below Assume registers without reset ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� � �� �������������������������������������� ������������ (b) Write Stimulus module in Behavioral Modeling to test the Circuit schematic implemented in part (a) Q # 3 (30-Points) (a) Convert the following no’s from Qnm fixed point format to decimal fractions ? » 11001001 in Q35 unsigned format » 10100101 in Q26 signed format » 01001101 in Q17 signed format » 10011001 in Q44 unsigned format (b) Convert the following decimal fractions to signed Qnm format ? » 4257 to Q44 fixed point format » -1918 to Q35 fixed point format » 13425 to Q53 fixed point format » -03145 to Q115 fixed point format (c) Find appropriate Qnm format for given fractional data Chosen Qnm format should represent the data in minimum possible bits? » 6257 in signed Qnm format ? » -11315 in signed Qnm format ? ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� � �� �������������������������������������� ������������ » 12945 in unsigned Qnm format ? » 000165 in signed Qnm format ? » Data-set { -125, 13125, 00125, -30015, 17125 } in signed Qnm format ? Q # 4 (20-Points) (a) What will be the range and precision of following Qnm Formats ? i Unsigned Number in Q35 format ii Signed number in Q35 format iii Signed number in Q115 format (b) What will be the Minimum & Maximum possible numbers in Qnm binary Format ? Convert the corresponding minimum & maximum numbers into decimal fractions i Unsigned Number in Q44 format ii Signed number in Q26 format iii Signed number in Q17 format Q # 5 For the two arrays X[4] and Y[4] do the following : (25-Points) X[4] = { 0135, -1000, 0521 , -0412} Y[4] = { -0750, 162 , 1250 , -1713 } (a) Convert the array X[4] into signed Q13 format and array Y[4] into signed Q22 format (b) Compute Z in fixed point arithmetic If there is any overflow during computation saturate the result What will be the Q format of Z? Convert Z back to decimal ? Z = X[0]*Y[0] + X[1]*Y[1] + X[2]*Y[2] + X[3]*Y[3] (c ) Compute Z in floating point arithmetic and compare it with answer of part (b) to find the error