GUÍA 02-10-26 Laboratorio de Arquitecturas Computacionales

LA116 · viernes 02/10/2026 · 16:00-17:40 · Sesión 8

Práctica 3 · Simulación, verificación y entrega

OBJETIVO

Verificar la ALU de 32 bits con una estrategia de prueba que no puede ser exhaustiva y documentar los resultados.

EL PROBLEMA DE LA COBERTURA

Con dos operandos de 32 bits hay 2⁶⁴ combinaciones: probarlas todas es imposible. Hay que elegir casos con criterio, y explicar ese criterio en el reporte es parte de lo que se evalúa.

CASOS FRONTERA OBLIGATORIOS

• Cero, uno y menos uno.
• Máximo positivo con signo: 0x7FFFFFFF.
• Mínimo negativo con signo: 0x80000000.
• Máximo sin signo: 0xFFFFFFFF.
• Sumas que desbordan con signo y sumas que generan acarreo sin desbordar.
• Desplazamientos de 0 y de 31 posiciones.

PRUEBA ALEATORIA DIRIGIDA

Complementar los casos frontera con algunos miles de pares aleatorios comparados contra un modelo de referencia en Python. Es la técnica estándar de verificación de hardware y encuentra los errores que los casos escogidos a mano no cubren.

MODELO DE REFERENCIA

Escribir en Python la misma ALU, con aritmética de 32 bits enmascarada. Generar un archivo de vectores con operandos y resultados esperados, y hacer que el testbench lo lea y compare. Cualquier discrepancia se reporta con $display.

UN DETALLE QUE SUELE FALLAR

En Python los enteros son de precisión arbitraria. Hay que enmascarar con & 0xFFFFFFFF después de cada operación y manejar el signo explícitamente; si no, el modelo de referencia y el hardware discrepan y el error está en el modelo.

ENTREGA DE LA PRÁCTICA 3

Reporte con la tabla de operaciones, la estrategia de verificación justificada, los resultados de las pruebas aleatorias, las mediciones de recursos y frecuencia, y las conclusiones.

NOTA

Las prácticas de mayor dificultad pueden recibir puntos adicionales si el equipo demuestra desempeño, comprensión e innovación sobresalientes.