Bundle: DD2-181 Bundle: DD2-181Detta är ditt eget unika frågehäfte.
Normalt kräver systemet siffersvar,
så därför innehåller frågehäftet JAVA-script som räknar fram siffersvar när svaren avges på annat sätt.
Till frågehäftet hör en svarssida på webben med samma nummer. Med det provar Du siffersvaren, och får reda på om Du svarat rätt eller fel på frågorna i frågehäftet.
Du kan svara hur många gånger som helst, men skriv upp alla dina rätta svar. Svarsrutan försvinner när Du svarar rätt. Uppgifterna behöver inte besvaras i någon speciell ordning.
Observera att Du måste ha svarat på alla frågorna innan Du laborerar! Du rekommenderas därför att göra kunskapskontrollen omgående.
Om Du vill jobba med papper och penna så kan Du skriva ut bunten och anteckna svaren i rutorna, men observera i så fall att alla svar till sist ska avges i svarssidan på webben. (JAVA-scripten måste Du naturligtvis köra med webläsaren för att få fram siffersvaren.)
| Namn: | |
|---|---|
| Personnummer: | |
Mycket nöje och lycka till!
CMOS-grindar |
|
Figuren visar en CMOS-grind. Den är uppbyggd av P-kanal transistorer (P1 och P2) och N-kanal transistorer (N1 och N2).
Matningspänningen mellan VDD och jord ( VSS ) är positiv och lika med logiskt "1".
Mos-grindar kan ha utgångsspänningen "0", "1" eller "Z", där "Z" står för three-state
vilket innebär att utgången i så fall kopplas bort från andra grindar.
a) Ställ upp sanningstabellen för denna CMOS-grind.
Sanningstabell
| In | Transistorer | Ut | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | B | P1 | P2 | N1 | N2 | Y |
| 0 | 0 | |||||
| 0 | 1 | |||||
| 1 | 0 | |||||
| 1 | 1 | |||||
| Vilken grindtyp gäller det? |
En batteridriven dator är uppbyggd av CMOS-grindar. Batterispänningen är 6,0 V och CMOS-kretsarna förbrukar den dynamiska effekten P = 5,1 W. Datorns klockfrekvens är 6,144 MHz.
Man byter till annan batteriteknik och sänker då batterispänningen till 4,8 V.
Vilken högsta klockfrekvens skulle man då kunna använda utan att de dynamiska effektförlusterna blir högre än tidigare?
( Använd en överslagsberäkningsformel för att beräkna den nya klockfrekvensen ).
b) Ny klockfrekvens till samma effektförlust. fny = ? [MHz]
Tryck på knappen för att beräkna din svarskod. Skriv ner svarskoden och ditt siffersvar för att ha dem till hands senare.
| a) CMOS-grind, svarskod | b) Svar: fny [ MHz ] | |
|---|---|---|
| Svarskod | ||
Genom att använda multiplexorer kan man ofta förenkla komplicerade nät och minska på användningen av andra grindar. Dagens FPGA-kretsar använder genomgående multiplexorer som byggblock. I figuren visas en logisk funktion f av tre variabler x y z som bildas med en multiplexor och grindar.
 |
 |
a) Vilken funktion gäller det?
Välj det rätta funktionsuttrycket, 1) ... 10), bland exemplen nedan.
Det kan finnas flera likvärdiga lösningar,
så välj det alternativ som finns med.
( Tips: Rita in nätets sanningstabell i Karnaughdiagrammet ).
1) f = xy+xz+yz 2) f = xy +x’y’+xz 3) f = xy+x’z’+y’z 4) f = xy’+xz’+y’z’ 5) f = xz’+x’y+x’z 6) f = x’y+x’z+yz 7) f = x’y’+x’z’+y’z’ 8) f = xz +yz’+y’z 9) f = xz’+x’y+y’z 10) f = x’z +yz’+y’z
b) Har man tillgång till en av de tre variablerna i både ursprunglig och inverterad form
( tex. z z' ),
kan man realisera funktionen med ett multiplexor-träd bestående av två nivåers
multiplexorer. Se figuren.
Välj rätt signaler till multiplexorernas ingångar med listboxarna,
så att funktionen fortfarande blir densamma!
( Rita ett nytt Karnaughdiagram inför denna uppgift ).
 |
 |
|
|
Du kan föra in Dina siffervärden i tabellen nedan för att kunna ha dem till hands senare:
| a) Funktionsnummer | b) Svarskod |
|---|---|
Låskrets/Latch |
|
En låskrets har insignalerna a och b enligt figuren. Insignalerna följer tidsdiagrammet till höger i figuren.
Skriv upp utsignalerna A och B, "1" eller "0", för varje insignalkombination och svara sedan som fembitars binärtal. (Observera att insignalernas tidsföljd har betydelse eftersom kretsen kan "minnas" tidigare händelser!)
Ledning! Det finns insignaler som är "låsande" för and, or, nand, och nor. Om en ingång har den låsande insignalen för grindtypen, så har övriga ingångar ingen påverkan på utsignalen. Detta kan användas för att förenkla analysen av grindnät.
| A: | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| B: |
För in Dina siffervärden i tabellen nedan
| a) Svar: A [binärtal] | b) Svar: B [binärtal] |
| |
|
Signalfördröjning |
|
a) Vilken är den högsta klockfrekvens som kan användas till figurens sekvenskrets och fortfarande ge säker funktion?
För vipporna gäller följande tider:Grindtiderna är för AND-gindar tAND = 22,0 ns och för OR-grindar tOR = 26,0 ns.
b) Antag att vipporna i stället har en högre holdtime th = 11,0 ns. Vilken högsta klockfrekvens kan då användas?
För in dina siffervärden i tabellen nedan för att ha dem till hands senare.
| a) Max klockfrekvens: [MHz] | b) Max klockfrekvens: [MHz] |
| |
|
Skiftregister |
|
Figuren visar en skiftregister-räknare.
a) Antag att skiftregistret från början har räknetillståndet
( ABCD ) 1000.
Vad blir räknetillståndet efter 9 klockpulser? Svara med det binära talet.
b) Antag att skiftregistret "råkar" hamna i räknetillståndet
( ABCD ) 1110.
Vad blir i så fall räknetillståndet efter 9 klockpulser? Svara med det binära talet.
För in Dina siffervärden i tabellen nedan för att ha dem till hands senare.
| Svar a) ABCD [binärtal] | Svar b) ABCD [binärtal] |
| |
|
Sekvenskrets, tillståndsdiagram |
|
Figuren visar ett tillståndsdiagram för en sekvenskrets/automat. Automaten har 9 tillstånd Z0 ... Z8.
Från början är sekvenskretsen i tillstånd 0, "Z0", med utsignalen out=0.
I tabellen nedan visas hur ingångssignalen in ändras i de åtta följande klockpulsintervallen.
Fyll i tillstånden ( decimaltal 0 ... 8 ) och utsignalen ( bit ) i tabellen nedan:
| in: | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Z: | 0 | ||||||||
| out: | 0 |
Från vänster till höger i tabellen får man för tillstånden Z ett 8-siffrigt decimaltal, och för out ett 8-siffrigt binärtal. Svara med dessa.
För in Dina siffervärden i tabellen nedan för att ha dem till hands senare.
| Svar: (Z) [decimaltal] | Svar: (out) [binärtal] |
| |
|
Slut på kunskapstestet!
