SISTEMAS DIGITAIS MEFT / MEAer de Julho de 2016, 08:00

Transcrição

1 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME ntes de iniciar a prova, tenha em atenção o seguinte: i. prova contempla 8 perguntas, distribuídas por 4 páginas, e tem a duração de hm. ii. Existem 4 variantes distintas da prova:, B, C e D. iii. prova é sem consulta. Sobre a secretária apenas deve encontrar-se a sua identificação (cartão de estudante). iv. Identifique todas as folhas do enunciado com o seu nome e número mecanográfico. Recorde que logo após terminar a prova todas as páginas serão desagrafadas e separadas. Folhas não identificadas não serão cotadas!!! v. Resolva a prova no próprio enunciado. Para cada questão é fornecido um espaço próprio, dentro do qual deverá responder. sua dimensão está ajustada ao tamanho expectável da resposta. vi. Excecionalmente, e caso realmente necessite, pode usar o espaço extra disponível das páginas em branco, colocadas ao longo da prova. Nesse caso, deve indicar junto ao enunciado da pergunta que a resposta à mesma se encontra na página que utilizou. vii. Justifique adequadamente todas as respostas. viii. Responda à prova com calma. Se não sabe responder a uma pergunta, passe à seguinte e volte a ela no fim.. Considere o seguinte circuito lógico. a) Obtenha, através da inspeção do circuito e posterior simplificação algébrica (sem recurso a tabela de verdade), a função booleana F(, B, C) na forma canónica disjuntiva (soma de produtos). Justifique com todos os passos intermédios.[, val.] B C MUX G { F luno: Nº Pág. não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

2 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME b) Utilizando apenas descodificadores com entradas, enable e saída negada (ver figura) e um número mínimo de portas lógicas NOR e/ou NND de entradas, assim como portas NOT, projete e implemente a função lógica f(, B, C) = BC. + B...[,5 val.] X/Y EN luno: Nº Pág. não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

3 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME. Considere a função lógica f(, B, C, D, E) incompletamente especificada, definida da seguinte forma: f(, B, C, D, E) = m(4,6,8,,,4,5,6, 9,,4,5,6) + md(,, 7,, 7) variável é a de maior peso e a variável E é a de menor peso. a) Complete o mapa de Karnaugh representado abaixo por forma a representar esta função.[, val.] CDE B b) Identifique a expressão algébrica da função na forma mínima conjuntiva. Justifique indicando os agrupamentos considerados no mapa de Karnaugh.... [,5 val.] c) Identifique os implicados primos essenciais e não essenciais da expressão identificada em b). Justifique.... [,5 val.] luno: Nº Pág. não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

4 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME (Página deixada intencionalmente em branco.) luno: Nº Pág. 4 não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

5 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME. Considere a Unidade de Deslocamento representada abaixo. a) Complete a tabela abaixo com as operações realizadas em função das entradas de controlo J, J e J. Pode utilizar as abreviaturas SHL, SHR, SHR, ROR, ROL, RORC e ROLC. [, val.] J J J Operação luno: Nº Pág. 5 não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

6 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME b) Considere a Unidade ritmética simples representada abaixo, que permite realizar quatro operações sobre dois números e B. X a S X a 5 S I I X/Y X X X X a a a 4 b b b X P s a 7 X s a 7 X s b s b 4 b 5 X C X in CI CO a 6 b 6 X X CI P CO s 4 s 5 s 6 s 7 C out Complete a seguinte tabela abaixo, indicando a operação a realizar para cada combinação de I e I. [, val.] I I X X X X Operação c) De quantos bits necessita para escolher a operação a realizar numa LU que inclua apenas as unidades descritas em a) e b)? Justifique. [,5 val.] luno: Nº Pág. 6 não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

7 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME 4. Considere o circuito da figura e os tempos de propagação indicados na tabela: BRE_VÁLVUL_L CLK T T C J CLK K J C K CLK T T C B C C { MUX G t PHL t PLH t SETUP t HOLD NND ns ns NOR XOR MUX FF T FF JK ns ns ns ns 5ns 5ns ns ns ns,5ns ns ns ns,5ns a) Considerando que inicialmente = = =, =B= e C=, determine justificadamente o valor de BRE_VÁLVUL_L, assim como o valor das saídas dos flip-flops após a ocorrência de três flancos ascendentes de relógio, assumindo que as entradas permanecem estáveis.... [,5 val.] b) Determine justificadamente o período mínimo de relógio do circuito, por forma a garantir o correto funcionamento do mesmo.... [, val.] luno: Nº Pág. 7 não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

8 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME (Página deixada intencionalmente em branco.) luno: Nº Pág. 8 não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

9 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME 5. Considere o desenvolvimento de um circuito de controlo de uma barragem hidroelétrica. O circuito de controlo tem as seguintes entradas: L : Sinal do sensor que indica que o nível da barragem ultrapassou o nível de alerta amarelo. L : Sinal do sensor que indica que o nível da barragem ultrapassou o nível de alerta vermelho. T 5 : Sinal vindo de um temporizador que indica que passaram 5 minutos ou mais desde o seu arranque. T : Sinal vindo de um temporizador que indica que passaram minutos ou mais desde o seu arranque. O circuito de controlo tem as seguintes saídas: : Sinal que, quando ativo, provoca a abertura das comportas, fechando-as caso contrário. T: Sinal que provoca o reset (e arranque) assíncrono do temporizador através de um impulso (tem de ser ativado e posteriormente desativado). Nota: Considere que o relógio é muito rápido, pelo que o seu período é desprezável em relação aos tempos medidos pelo temporizador. O nível de alerta vermelho é mais elevado que o nível de alerta amarelo e, como tal, quando L é ativado, L já está e permanece necessariamente ativo. s comportas devem ficar fechadas enquanto L não for ativado. Uma vez ativado L durante pelo menos 5 minutos, as comportas devem abrir durante minutos. Uma vez passados estes minutos, as comportas devem fechar no caso de o nível já estar abaixo de L. Caso contrário, devem permanecer abertas mais minutos, processo que se repete até o nível já estar abaixo de L. a) Esboce o diagrama de estados, utilizando o mínimo número de estados. Indique justificadamente qual o tipo de máquina de estados (Mealy vs Moore) escolhida. [,5 val.] tenção: Ver alínea b) na página seguinte. luno: Nº Pág. 9 não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

10 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME b) Utilizando os contadores de 4 bits indicados abaixo, e o mínimo de lógica adicional, faça o esquema do circuito que gera os sinais T 5 e T a partir do sinal de arranque T e de relógio CLK. Considere que o período do sinal de relógio do temporizador é de min. Nota: Uma vez ativados, os sinais T 5 e T deverão permanecer assim até nova ativação de T. [,5 val.] CT= M [Load] M [Count] G CTR DIV6 C5/,+ CT=5,5D [] [] S T 5 [4] R [8] S T CTR DIV6 CT= R M [Load] M [Count] G C5/,+ CT=5,5D [] [] [4] [8] luno: Nº Pág. não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

11 TESTE / EXME SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME 6. Projecte um sistema de memória constituído por 64k endereços e com palavras de 6 bits, de acordo com o mapa de memória ilustrado na figura. EPROM deverá ser endereçada a partir dos endereços mais baixos. Considere que para a concretização deste projecto dispõe dos seguintes dispositivos de memória: RM 6k x 6 bits EPROM k x 8 bits Pode utilizar os componentes que julgar mais convenientes para realizar o circuito de descodificação.... [,5 val.] NOT: Para garantir a legibilidade do circuito, represente as diferentes linhas de dados e de endereços através de barramentos, especificando claramente os bits que os compõem. 6 bits RM k x 6 bits EPROM 6k x 6 bits 4h h RM 6kx6 bits RM 6kx6 bits ddress Ñ DataIn ddress Ñ DataIn R/W R/W CS CS EPROM kx8 bits EPROM kx8 bits ddress Ñ ddress Ñ CS CS luno: Nº Pág. não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

12 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME (Página deixada intencionalmente em branco.) luno: Nº Pág. não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

13 TESTE / EXME SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME 7. Considere o seguinte diagrama de estados de um circuito sequencial síncrono, caracterizado por 4 entradas (,B,C,D) e saídas (X,Y,Z): D= S7 D= C= S C= B= S B C D MUX SEL = X Y Z = S6 = B= S5 C= C= S4 B= Clk M[Load] M[Count] M[Up] M4[Down] C5/,+/,4- ddress Bus EPROM Data Bus n n n 4 B=,5D n n 5 Pretende-se implementar este circuito através de uma máquina de estados micro-programada constituída por uma EPROM e um contador binário com carregamento paralelo. codificação dos estados em CBN corresponde ao número do respetivo estado. a) Identifique o tipo de endereçamento utilizado. Justifique.... [,5 val.] b) Identifique (ex: letra, nome ou acrónimo) e indique a largura (nº bits) dos sinais representados no diagrama: n, n, n, n 4, n [, val.] c) Determine o conteúdo da fração da EPROM que permite implementar todas as transições do diagrama de estados que saem dos estados S4 e S5 (utilize o quadriculado da página seguinte para indicar o endereço e o valor das correspondentes posições da memória).... [, val.] d) Indique qual a dimensão mínima da EPROM (em número de bits) por forma a garantir o funcionamento do circuito, tendo em conta este diagrama de estados (não precisa fazer qualquer normalização para uma potência inteira de ).... [,5 val.] luno: Nº Pág. não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.

14 SISTEMS DIGITIS MEFT / MEer de Julho de 6, 8: EXME D= B= S7 D= C= S C= S = = C= B= S6 B= S5 C= S4 B= (Figura repetida) Utilize apenas as linhas/colunas que considerar necessário. luno: Nº Pág. 4 não identificação desta folha implica que as respostas que lhe correspondem não lhe serão atribuídas.