RETI LOGICHE T Analisi, sintesi e composizione di Reti Sequenziali Sincrone

Documenti analoghi
Reti Logiche T. Esercizi reti sequenziali sincrone

RETI LOGICHE T Ingegneria Informatica. Esercitazione 3 Reti Sequenziali Sincrone

Le reti sequenziali sincrone memorizzano il proprio stato in dei FF-D

Prova d esame di Reti Logiche T 13 Luglio 2016

Circuiti Sequenziali & Somma FP

Calcolatori Elettronici T. Complementi ed Esercizi di Reti Logiche

Tutorato di Calcolatori Elettronici Battista Biggio - Sebastiano Pomata. Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica

Esercizi sulle Reti Sequenziali Sincronizzate

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PARMA FACOLTÀ DI INGEGNERIA Corso di Reti Logiche A

COMPITO A Esercizio 1 (13 punti) Dato il seguente automa:

Tutorato di Calcolatori Elettronici. Corso di laurea in Ingegneria Biomedica Elettrica, Elettronica e Informatica

x y z F x y z F

13/01/2005 COGNOME NOME MATRICOLA. SOLUZIONE ESERCIZIO N. 1 Pagina 1. Si consideri la rete sequenziale asincrona rappresentata in figura:

FONDAMENTI DI INFORMATICA Lezione n. 7. Esercizi di progetto di circuiti sequenziali

Prova d esame di Reti Logiche T 09 Gennaio 2015 COGNOME:.. NOME:.. MATRICOLA:

Tutorato architettura degli elaboratori modulo I (lezione 4)

ESAME di PROGETTAZIONE di SISTEMI DIGITALI. Nome e Cognome Secondo Esonero

Prefazione del Prof. Filippo Sorbello... VII. Prefazione del Prof. Mauro Olivieri... Prefazione degli autori...

Q1 D. CK Qn CK Q1. E3x - Presentazione della lezione E3

Reti Logiche T. Esercizi reti sequenziali asincrone

Calcolatori Elettronici

Architetture dei Sistemi Elettronici

Prova d esame di Reti Logiche T 29 Gennaio 2016 COGNOME:.. NOME:.. MATRICOLA:

Modelli per le macchine digitali

RETI LOGICHE T Ingegneria Informatica. Esercitazione 2 Reti Sequenziali Asincrone

Reti Logiche LA. Complementi ed esercizi di Reti Sequenziali Sincrone

Prova d esame di Reti Logiche T 11Settembre 2015 COGNOME:.. NOME:.. MATRICOLA:

Esercizio 1. Utilizzare FF di tipo D (come ovvio dalla figura, sensibili al fronte di discesa del clock). Progettare il circuito con un PLA.

Calcolatori Elettronici

SCHEDA N D05_02A Data: 28/01/2005. ESERCIZIO N 2 7 punti. ESERCIZIO N 3 6 punti. ESERCIZIO N 4 7 punti. ESERCIZIO N 1 8 punti.

Sintesi di Reti sequenziali Sincrone

NOME e COGNOME (stampatello): Compito A. Esercizio 1 (8 punti) Minimizzare l automa in tabella e disegnare l automa minimo.

a) Si scriva la tabella ingressi-uscite e per ogni mintermine individuato si scriva la forma algebrica corrispondente:

Esercizio 4.3. Esercizio 4.4

Domande di Reti Logiche compito del 29/1/2016

Esercizio 1 (12 punti) Minimizzare il numero di stati dell automa qui rappresentato. Disegnare l automa minimo. S 7

Sintesi Sequenziale Sincrona

Prova d esame di Reti Logiche T 10 Giugno 2016

Sintesi di Reti Sequenziali Sincrone

Esercitazione 1 di verifica

21/10/14. Contatori. Registri: contatori. Sintesi del contatore modulo 8 (1) Sintesi del contatore modulo 8 (2) J 0 = K 0 = 1 J 1 = K 1 = y 0

Esercizio 3 (Sintesi minima di una rete sequenziale sincrona)

ANALISI E PROGETTO DI CIRCUITI SEQUENZIALI

Reti Sequenziali. Reti Sequenziali. Corso di Architetture degli Elaboratori

Domande di Reti Logiche compito del 6/6/2017

I Bistabili. Maurizio Palesi. Maurizio Palesi 1

COMPITO A. Esercizio 1 (17 punti)

Esercizio 4.3. Esercizio 4.4

Architetture 1 AA Canale EO Andrea Sterbini 26 Gennaio Parte 1

Architettura degli Elaboratori. Classe 3 Prof.ssa Anselmo. Appello del 10 Febbraio Attenzione:

Capitolo 6. Reti asincrone. Elaborazione asincrona Procedimenti di sintesi e analisi Memorie binarie

Architettura degli Elaboratori. Classe 3 Prof.ssa Anselmo. Appello del 26 Gennaio Attenzione:

Appello di Progettazione di Sistemi Digitali 16 Settembre Docenti: Proff. Gorla e Massini

LOGICA SEQUENZIALE. Un blocco di logica puramente combinatoria è un. blocco con N variabili di ingresso e M variabili di uscita

I CONTATORI. Definizioni

Calcolatori Elettronici T. Complementi ed Esercizi di Reti Logiche

Reti Logiche 1. Prof. B. Buttarazzi A.A. 2009/2010. Reti Sequenziali

ESAME DI ARCHITETTURA I COMPITO A

I Indice. Prefazione. Capitolo 1 Introduzione 1

Reti sequenziali sincrone

Un contatore è un registro che evolve secondo una sequenza predefinita di stati ordinati all applicazione di un impulso di ingresso

Unità Aritmetico-Logica

Introduzione. Sintesi Sequenziale Sincrona. Modello del circuito sequenziale. Progetto e strumenti. Il modello di un circuito sincrono può essere

Esercitazioni di Reti Logiche. Lezione 5

Elementi di memoria Ciascuno di questi circuiti è caratterizzato dalle seguenti proprietà:

Capitolo 7. Reti sincrone. 7.1 Elaborazione sincrona Analisi e Sintesi 7.3 Registri e Contatori

Compito A. Esercizio 1. Esercizio 2

Calcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009

Reti Logiche A Appello del 9 luglio 2009

Livello logico digitale

Fondamenti di informatica II 1. Sintesi di reti logiche sequenziali

Esempio di Tema di Esame

Architettura degli Elaboratori. Classe 3 Prof.ssa Anselmo. Appello del 22 giugno Attenzione:

Architettura degli elaboratori Tema d esame del 20/01/2016

FSM: Macchine a Stati Finiti

Circuiti sequenziali. Circuiti sequenziali e applicazioni

Minimizzazione degli stati di reti sequenziali asincrone (RSA) / sincrone (RSS)

FONDAMENTI DI INFORMATICA. Prof. PIER LUCA MONTESSORO. Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine. Reti logiche

Università di Roma La Sapienza, Facoltà di Ingegneria Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica, a.a Reti Logiche

Reti Logiche A II Prova - 11 febbraio 2008

Sintesi di Reti sequenziali Sincrone

Calcolatori Elettronici

PROVA SCRITTA DEL MODULO DI. 13 giugno 2017 NOME: COGNOME: MATRICOLA:

Architettura degli elaboratori Tema d esame del 20/01/2016

2.6 Riflessione conclusiva su descrizione e sintesi delle reti logiche

Macchine sequenziali

Reti sequenziali. Nord

AB=AB. Porte logiche elementari. Livello fisico. Universalità delle porte NAND. Elementi di memoria: flip-flop e registri AA= A. Porta NAND.

PSPICE Circuiti sequenziali principali

Compito A Esercizio 1 (15 punti)

Esercizio 1 (12 punti) Minimizzare il numero di stati dell automa qui rappresentato. Disegnare l automa minimo.

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE CORSO DI LAUREA IN INFORMATICA Corso di Architettura degli Elaboratori Esercitazione del 19/01/2018

SECONDA PROVA INTERMEDIA DEL MODULO DI. 1 giugno 2017 NOME: COGNOME: MATRICOLA:

Architettura degli elaboratori A.A

Capitolo 6. Reti asincrone. 6.1 Elaborazione asincrona. Esigenze. 6.1 Elaborazione asincrona 6.2 Memorie binarie 6.3 Analisi e Sintesi

Transcript:

RETI LOGICHE T Analisi, sintesi e composizione di Reti Sequenziali Sincrone Soluzione del campito scritto dell 8 settembre 204 7//204 tullio salmon cinotti

Analisi di RSS Testo e quesiti - Prima parte E data la rete A le cui espressioni di G ed F sono: Y = ( x. /x 0 ) + (y. x ) +( y. /x 0 ) z = y. Si disegni lo schema logico della rete A e si dica se la rete è di Mealy o di Moore (punti -2..) 2. Si eseguano tutti i passi dell analisi fino a disegnare con cura il dds (punti 3) 3. Si determini e si commenti la massima frequenza di funzionamento della rete (punti -3..2)

Espressioni: Analisi di RSS Soluzione della prima parte (/3) Y = ( x. /x 0 ) + (y. x ) +( y. /x 0 ) z = y. Si disegni lo schema logico della rete A e si dica se la rete è di Mealy o di Moore (punti -2..) Soluzione: La rete G è costituita da una R.C. SP retroazionata su un FF-D (una sola variabile di stato): lo studente disegni lo schema L espressione dell uscita indica che la rete è di Moore

Analisi di RSS Soluzione della prima parte (2/3) Espressioni: Y = ( x. /x 0 ) + (y. x ) +( y. /x 0 ) z = y Quesito n. 2: Si eseguano tutti i passi dell analisi fino a disegnare con cura il dds (punti 3) Mappa di Y y x x 0 00 0 0 0 0 0 0 0 y 0 x x 0 00 0 0 z 0 0 0 0 0 T.d.T. di Moore y x x 0 00 0 0 0 0 0 0 0 Mappa di z Mappe 0- D.d.S. di Moore 0 x x 0 0,0, 0 00

Analisi di RSS Soluzione della prima parte (3/3) Espressioni della rete A: Y = ( y. /x 0 ) +( x. /x 0 ) + (y. x ) z = y Quesito n. 3: Si determini la massima frequenza di funzionamento della rete (punti -3..2) Rete A Vale l uguaglianza: Fck MAX =/Tck min t RMAX e t SUmin sono riportati sul data-sheet del FF-D t RC MAX è il massimo ritardo introdotto della rete G t RC MAX dipende dal percorso più lento attraverso il quale le variabili di stato e quelle di ingresso vengono trasformate in variabili di stato futuro. Se gli ingressi x 0 e x sono sincroni, allora dallo schema di figura si vede che il percorso più lento è quello che attraversa in serie un NOT, un AND e un OR

Analisi di RSS Testo e quesiti seconda parte Si consideri ora un contatore BCD detto B con ingressi di Enable e Reset Sincrono e con uscite denominate Q 3 Q 2 Q e Q 0 e si supponga che la rete A sia interconnessa al contatore B come segue: z pilota l ingresso di Enable del contatore l ingresso x 0 di A e l ingresso di reset sincrono di B sono pilotati dal segnale and di: Q 0. Q. /Q 2. /Q 3 (considerando che Q 3 sia il bit più significativo come usuale) Quesiti: si disegni la struttura della rete C composta dai blocchi A e B interconnessi e avente ingresso x e uscita z (punti ) Per 2 punti si disegnino le forme d onda di x, z e dello stato presente e futuro di C nell ipotesi che: A riceva su x la sequenza 0000000.. (cioè un impulso della durata di un periodo di clock) il valore iniziale di tutte le variabili di stato di C sia 0 si dia una efficace descrizione a parole del funzionamento complessivo della rete C sollecitata dalla sequenza di ingresso suindicata (punti 2)

Analisi di RSS Soluzione della seconda parte (/2) Quesito ( punto): Si disegni la struttura della rete C composta dai blocchi A e B interconnessi, con ingresso x e uscita z Rete C Quesito (punti 2): si dia una efficace e sintetica descrizione a parole del funzionamento complessivo della rete C nell ipotesi che la rete C riceva su x la sequenza 0000000.. (cioè un impulso della durata di un periodo di clock) e che il valore iniziale di tutte le variabili di stato sia 0 (punti 2) In risposta alla sequenza 000000 la rete C genera su z un impulso di che dura 4 periodi di di clock come dimostrato dalle forme d onda disegnate nella slide successiva. L impulso inizia nel periodo di clock successivo a quello in cui si verifica l impulso di su x (comportamento di Moore)

Analisi di RSS Soluzione della seconda parte (2/2) Quesito (2 punti): si disegnino le forme d onda di x, z e dello stato presente e futuro di C nell ipotesi che:. A riceva su x la sequenza 0000000.. (cioè un impulso della durata di un periodo di clock) 2. il valore iniziale di tutte le variabili di stato di C sia 0 Clock T T2 T3 T4 T5 T6 T7 x 0 0 0 0 0 Stato Presente Rete A = EN(BCD) = z Stato Futuro Rete A x 0 =SYNRES(BCD) 0 0 0 0 0 0 Stato Pres. BCD 0 0 0 2 3 0 t 0 t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6

Sintesi di GFO Testo e quesiti Si progetti un generatore di forme d onda GFO con due ingressi sincroni S (Start) e W (Wait) e due uscite dette U e U R che funzioni come segue: L ingresso Start è normalmente a 0 e ogni tanto presenta una sequenza 00 (impulso di della durata di un periodo di clock). L uscita U è normalmente a. Rilevato l impulso di Start la rete manda l uscita U a zero con un ritardo di due periodi di clock rispetto al fronte negativo di start. Quando l uscita vale zero la rete prende in considerazione il segnale di ingresso Wait e se questo vale la rete continua a mantenere l uscita U a 0 finchè Wait non torna a zero. Quindi le sequenze sull uscita U saranno del tipo 0000..., con un numero di zeri che dipende da quando W torna a zero. Start non tornerà più a finchè U=0 (vincolo sull ingresso S) mentre non ci sono vincoli sull ingresso W. L uscita U R è uguale all uscita U ritardata di due periodi di clock. Si esegua il progetto come segue:. Si dica se la rete che si intende progettare è di Mealy o di Moore, se ne disegni dds, tdf, tdt, se ne faccia la sintesi a NAND. Si arrivi dunque a scrivere le espressioni a NAND delle reti G ed F e se ne disegni lo schema logico (Suggerimento: si esegua il progetto con la sola uscita U e si aggiunga poi la rete necessaria a ottenere U R ; a questo punto si completino le espressioni di F e G che tengano conto anche di U R ) 2. Si disegnino le forme d onda dei segnali S, W, U, U R, nell ipotesi di interconnettere la rete C dell esercizio di analisi con il GFO appena progettato come segue:. L ingresso x della rete C coincide con l ingresso Start del GFO 2. L uscita z della rete C pilota l ingresso Wait del GFO 3. Si dica quanti ingressi, quante uscite e quante var. di stato ha la rete E così ottenuta composta da C e dal GFO.

S W 0 - A, - Soluzione (/6): dds e tdf B, 0 - C, Possiamo provare a fare la sintesi d Moore perché la risposta della rete non deve mai avvenire nello stesso periodo di clock in cui avviene la variazione dell ingresso 00 D,0 0 0 - T.d.f. di Moore Ingressi: S W A B C D 00 0 0 A A B B C C - - D D - - A D - - U 0 U G: (S X I) S F: S U S = {Stati} I= {Conf. Var.di Ingresso} U= {Conf. Var. di Uscita}

Soluzione (2/6): Codifica degli stati, Tabella delle transizioni, mappe, espressioni y 0 y 0 0 A B C D Codifica degli stati y y 0 A 00 B 0 D C 0 T.d.t. di Moore 00 00 0 0 0 00 S W 00 0 0-0 Generazione delle uscite U e U R - - - - - U 0 Mappe e espressioni di y y 0 lasciate allo studente U= y y 0 Per U R si devono introdurre altre due variabili di stato: Y 2 = y y 0 Y 3 = y 2 U R = y 3

Soluzione (3/6): Sintesi a NAND e schema logico La soluzione è uno schema logico composto da NAND e FF-D con reti G ed F costruite a partire dalle espressioni SP minime ricavate nella slide precedente. Il disegno dello schema logico del GFO è lasciato allo studente.

Soluzione 4/6 Schema logico complessivo La schema logico complessivo (Rete logica E) è costituito dalla interconnessione delle due RSS C e GFO clock U Rete E U U R U R START S GFO W START C

Soluzione (5/6) Forme d onda della rete E Stato del contatore BCD 0 0 0 2 3 0 0 0 T T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T0 Clock S W START = x z = EN(BCD) = W (from slide 8) 00 0 0 0 0 0 00 Stato del GFO A A B C D D D A B C Stato Futuro del GFO A B C D D D A B C U U R t 0 t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 8 t 9

Soluzione (6/6): Variabili di stato, ingressi e uscite della rete E e considerazioni conclusive Variabili di stato Rete A: Contatore BCD: 4 GFO: 4 Totale 9 Ingressi: (START) Uscite: 2 (U e U R ) Considerazioni conclusive (inclusi ulteriori quesiti) In questo compito sono stati fatti un esercizio di analisi, uno di sintesi e uno di composizione di RSS. Nel suo complesso la rete ottenuta è una rete di Moore. Limitando il contatore BCD a contare fino a 3 si sono ottenuti in uscita due impulsi negativi U e U R della durata di 3 periodi di clock sfasati tra loro di due periodi di clock. Come si potrebbe modificare la rete se si volessero ottenere impulsi di durata variabile tra due e nove periodi di clock? Quando inizia l impulso U rispetto al segnale di START? Come si spiega ciascun periodo di clock di ritardo?