Problemi di esame per il corso di LAB2B Corso di Laurea in Fisica Universita' di Genova 1) Si vuole costruire un automa che sia in grado di riconoscere una sequenza di bit, ossia vogliamo progettare un sistema dotato di un un ingresso e di un output, quando all'ingresso si presentera' la sequenza voluta l'uscita dovra' cambiare stato e restare a 1 per un impulso di clock. La sequenza che dovrete riconoscere e': 1 1 1. Dopo avere riconosciuto la sequenza il sistema dovra' ritornare nello stato iniziale pronto a ricominciare la ricerca della nuova sequenza. PROGETTARE il sistema e COSTRUIRLO usando un circuito programmabile 22V10. MOSTRARNE il funzionamento al docente, usando l'oscilloscopio, il clock deve avere una frequenza di 1.5 KHZ. 2) Progettare una rete combinatoria che agendo su un numero binario compreso fra 0 e 7 (N) fornisca in output il numero 2 N + 2 Disegnare lo schema elettrico. 3) Dare una breve sintesi sulla metodologia di progetto di un automa, eventualmente aiutarsi con un esempio (diverso da quello delle dispense...ad esempio usare un contatore all'indietro a 3 bit) 4) I DAC, cosa sono, quali caratteristiche hanno, come sono fatti. 5) PROGETTARE e COSTRUIRE un DAC a 3 bit, collegarlo ad un contatore e generare un segnale a "dente di sega" variabile tra 0 e +3V, con frequenza 2 KHz. 6) Gli ADC, cosa sono, quali caratteristiche hanno, come sono fatti. 7) Progettare e costruire un circuito combinatorio in grado di estrarre la radice quadrata (arrotondata per difetto all'intero piu' vicino) dei numeri interi minori di 16. Costruire il circuito usando porte logiche TTL, non circuiti programmabili. 8) Si vuole controllare la corrente di un piccolo elettromagnete via calcolatore attraverso questo circuito -------- -------- ----------------- ----------------- | PC |---->| DAC |-->| Amplificatore |-->| Elettromagnete| ------- --------- ----------------- ----------------- L'elettromagnete e' schematizzabile come una induttanza ideale da 1 H con in serie una resistenza da 100 Ohm per tenere conto della resistenza dei conduttori. La corrente del magnete dovra' poter variare da 0 a 50 mA in passi di 20 microAmpere. Il dac a disposizione puo' fornire in output tensioni da 0 a 5V. Quale deve essere la risoluzione del DAC, quale deve essere il guadagno dell'amplificatore ? Opzionale: Quale pensate che sia il tempo impiegato dal sistema per raggiungere, entro la precisione richiesta, la corrente massima partendo da zero ? 9) Flip - Flop : cosa sono, a cosa servono, come sono fatti 10) Progettare uno shift register a 4 bit capace di eseguire queste 4 operazioni: 1) far scorrere i dati a sinistra, 2) far scorrere i dati a destra 3) accettare dati da un ingresso a 4 bit 4) pausa (nessun cambiamento dei dati) Quale operazione debba essere eseguita dovra' essere decisa attraverso 2 bit di input. Il progetto dell'automa potra' essere effettuato usando Palasm oppure no, a scelta dello studente. 11) Progettare e costruire un contatore binario a 5 bit con possibilita' di caricamento (inizializzazione), conteggio avanti e pausa, queste 3 possibilita' saranno ottenute attraverso 2 ingressi i cui valori codificheranno l'operazione da compiere. Usare Palasm per descrivere il contatore. OPZIONALE: usare la quarta combinazione dei 2 ingressi di controllo per implementare il conteggio all'indietro, durante il conteggio all'indietro un bit cambia se tutti i meno significativi sono zero. 12) Progettare e realizzare un automa che gestisca un semplice sistema di allarme di un locale con cassaforte. Il sistema dovra' controllare i segnali provenient da 2 sensori (uno sulla porta di ingresso, l'altro sulla porta di accesso alla cassaforte). Nel caso di allarme (anche solo momentaneo) proveniente dal primo dei 2 il sistema deve lasciare passare un intervallo di tempo per il possibile disinserimento e poi attivare la sirena. Se l'allarme proviene dalla porta del locale cassaforte il sistema deve immediatamente far suonare la sirena. Il ritardo di tempo potra' ad esempio essere ottenuto controllando un contatore a 3 bit. Inoltre' vi sara' un ingresso di reset che sara' l'unico modo per bloccare sia il timer che la sirena. Potrete usare sia i circuiti programabili 22V10 sia i circuiti logici in tecnologia TTL presenti in laboratorio. 13) I flip-flop: cosa sono, a cosa servono come sono fatti. (max. 10 righe + schemi) 14) Descrivere un circuito selettore digitale con 2 ingressi. A scelta disegnare lo schema elettrico oppure scrivere la funzione booleana che realizza il selettore 15) Minimizzare la seguente funzione booleana F= F(A,B,C,D,E). X indica un valore non specificato che puo' essere assunto uguale a 0 o a 1 come piu'conviene, i valori degli argomenti per cui F=0 non sono listati. A B C D E | F ------------------------------- 0 0 0 0 0 | 1 0 0 0 0 1 | X 0 0 0 1 0 | 1 0 0 0 1 1 | X 0 1 0 0 0 | 1 0 1 0 0 1 | X 0 1 0 1 0 | 1 0 1 0 1 1 | X 0 1 1 0 0 | 1 1 0 0 0 0 | 1 1 0 0 0 1 | 1 1 0 0 1 0 | 1 1 0 0 1 1 | 1 1 1 0 0 0 | 1 1 1 0 0 1 | 1 1 1 0 1 0 | 1 1 1 0 1 1 | 1 1 1 1 0 0 | 1 1 1 1 1 0 | 1 1 1 1 1 1 | 1 16) Un possibile modo per realizzare una serratura elettronica e' quello di costruire un sistema dotato di un gran numero di ingressi dove solo l'inserimento di alcuni ingressi nell'ordine giusto provoca l'apertura della serratura mentre ogni errore inserisce l'allarme. Progettare un sistema di questo tipo dotato di soli 2 ingressi validi da eccitare sequenzialmente nell'ordine corretto ed un ingresso ``civetta'' che inserisce l'allarme. L'allarme potra' essere disinserito solo agendo sul reset del sistema. Per semplicita' assumere che ogni ingresso eccitato dia un `1' permanente. Potrete usare sia i circuiti programabili 22V10 sia i circuiti logici in tecnologia TTL presenti in laboratorio. 17) Gli ADC a rampa e a doppia rampa, cosa sono e come funzionano (max. 10 righe + schemi) 18) Progettare un circuito di decodifica con 3 ingressi. A scelta disegnare lo schema elettrico oppure scrivere le funzioni booleane che realizzano la decodifica (motivando comunque la soluzione). 19) Minimizzare la seguente funzione booleana F= F(A,B,C,D,E). I valori degli argomenti per cui F=0 non sono listati. A B C D E | F ------------------------------- 0 0 1 0 1 | 1 0 0 1 1 0 | 1 0 0 1 1 1 | 1 0 1 1 0 1 | 1 0 1 1 1 0 | 1 0 1 1 1 1 | 1 1 0 1 0 1 | 1 1 0 1 1 0 | 1 1 0 1 1 1 | 1 1 1 1 0 0 | 1 1 1 1 0 1 | 1 1 1 1 1 0 | 1 1 1 1 1 1 | 1 20) Generare un segnale della forma V(t) = 1+ 2 sen (2 pi 5000 t) e visualizzarlo sull'oscilloscopio. 21) Esporre brevemente (max 10 righe) il significato di polling e interrupt nell'input/output di un calcolatore. 23) Si consideri il seguente frammento di codice per Palasm sapendo che in_r, in_d e direz sono ingressi, Q1, Q2, Q3, Q4 sono uscite: Q1 := in_r * direz + Q2 * /direz Q2 := Q1 * direz + Q3 * /direz Q3 := Q2 * direz + Q4 * /direz Q4 := Q3 * direz + in_d * /direz Disegnare lo schema elettrico corrispondente. A quale circuito sequenziale ben noto corrisponde ? 24) Si consideri un ADC a rampa semplice che utilizza un clock a 1 MHz e un contatore a 10 bit. Si supponga inoltre che il fondo scala dell'ADC sia 10 volt. Calcolare il tempo massimo di conversione. Calcolare la risoluzione del sistema. 25) Progettare e costruire un sistema che, all'arrivo all'ingresso di un impulso di lunghezza qualsiasi (ma comunque >= ad un impulso di clock) generi in uscita 4 impulsi in sequenza su 4 uscite differenti. __________ input _____________| |____________________________________________ ___ out1 _______________| |_________________________________________________ ___ out2 ____________________| |____________________________________________ ___ out3 ________________________| |_________________________________________ ___ out4 ____________________________| |_____________________________________ Il clock non e' mostrato per lasciare maggiore liberta', si suggerisce comunque che gli impulsi siano lunghi un periodo del clock. Out1 dovra' (ovviamente) iniziare dopo il fronte di salita di input ma il ritardo non e' specificato, la cosa piu' ovvia e' che questo avvenga sul primo fronte del clock. Si sottolinea che input puo' avere lunghezza qualsiasi (anche infinita) ma il sistema, dopo il quarto impulso deve arrestarsi comunque. Si potranno usare circuiti programmabili o logica discreta (TTL). Esame di LAB2 B Appello Giugno 2004 Versione A 0) Collegare l'oscilloscopio al generatore di funzioni. Regolarlo al fine di generare un segnale triangolare variabile da -1 a +3V (+/- 10%) con periodo di 750 microsecondi (+/- 10%) che dovra' essere visualizzato stabilmente sull'oscilloscopio. 1) Progettare e costruire un contatore decimale ossia un contatore che conti da zero fino a 9 (dopo di che si resetta) e che, grazie ad opportuni bit di controllo, possa eseguire le seguenti operazioni: 1) conteggio 2) pausa 3) caricamento parallelo (inizializzazione) Il contatore dovra' avere anche un output combinatorio che diventera' 1 tutte le volte che il contatore raggiungera' 9 Il circuito potra' essere costruito usando circuiti programmabili oppure circuiti logici elementari (porte logiche e singoli flip-flop, non contatori gia' pronti) Il circuito funzionante dovra' essere mostrato all'esaminatore. 2) Spiegare brevemente quali sono le cause fisiche dei ritardi di propagazione nei circuiti logici e quali accorgimenti e' possibile utilizzare al fine di ridurli al minimo. 3) Spiegare brevemente il funzionamento del transistor MOSFET ed in particolare spiegare come la tecnologia del gate flottante permetta la memorizzazione di dati in modo permanente. 4) Minimizzare, usando le mappe di Karnaugh, la seguente funzione booleana espressa attraverso la seguente tabella di verita': Y= Y(A,B,C,D,E) A B C D E Y | A B C D E Y 0 0 0 0 0 1 | 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 | 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 | 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 | 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 | 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 | 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 | 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 | 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 | 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 | 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 | 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 | 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 | 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 | 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 | 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 | 1 1 1 1 1 1 Esame di LAB2 B Appello Giugno 2004 Vers. B 0) Collegare l'oscilloscopio al generatore di funzioni Regolarlo al fine di generare un segnale quadrato variabile da -2 a +1V (+/- 10%) con periodo di 400 microsecondi (+/- 10%) che dovra' essere visualizzato stabilmente sull'oscilloscopio. 1) Progettare la logica di controllo di un ipotetico sistema automatico di partenza di una gara di 100 m piani. Ipotizzando solo 3 concorrenti, il sistema dovra' attendere che tutti i partecipanti siano sui blocchi di partenza (ogni blocco e' provvisto di un sensore che segnala la presenza del corridore), attivare un contatore da zero a tre e se nessuno fa una falsa partenza dare il consenso per il via. Osservare che l'ordine con cui i corridori si dispongono sui blocchi non e' importante cosi' come prima dell'attivazione del contatore chiunque puo' staccarsi dai blocchi a piacimento. Una volta avviato il contatore, invece staccarsi dai blocchi costituisce falsa partenza (segnalata da opportuno led) con blocco del sistema da cui si puo' uscire solo con reset. Il circuito potra' essere costruito usando circuiti programmabili oppure circuiti logici elementari (porte logiche e flip-flop) Il circuito funzionante dovra' essere mostrato all'esaminatore. 2) Cosa sono gli ADC ad approssimazioni successive, come sono fatti, come funzionano, quali pregi e difetti li contraddistinguono. 3) I flip flop, cosa sono, quali tipologie conoscete, come sono fatti, a cosa servono. (Max 10 - 15 righe circa) 4) Minimizzare, usando le mappe di Karnaugh, la seguente funzione booleana espressa attraverso la tabella di verita': Y= Y(A,B,C,D,E) A B C D E Y | A B C D E Y 0 0 0 0 0 0 | 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 | 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 | 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 | 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 | 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 | 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 | 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 | 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 | 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 | 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 | 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 | 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 | 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 | 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 | 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 | 1 1 1 1 1 1 Esame di LAB2 B Appello Giugno 2004 Vers. c 0) Collegare l'oscilloscopio al generatore di funzioni Regolarlo al fine di generare un segnale triangolare variabile da +1 a +3V (+/- 10%) con periodo di 50 microsecondi (+/- 10%) che dovra' essere visualizzato stabilmente sull'oscilloscopio. 1) Progettare e costruire un sistema di controllo di temperatura di un forno cosi' fatto: L'automa ha 3 ingressi digitali collegati a 3 sensori: A, B e C che confrontano la temperatura del forno T_f con 3 temperature prefissate Ta, Tb, Tc, i 3 sensori forniranno il valore logico 0 se T_f e' minore della T prefissata ed il valore logico 1 viceversa. Sia Ta < Tb < Tc. L'automa puo accendere o spegnere 2 riscaldatori R1 ed R2 al fine di mantenere la temperatura del forno compresa fra Ta e Tc. Lo schema del controllo e' il seguente: se T_f < Ta entrambi i riscaldatori sono accesi se T_f, crescendo, diventa > Ta i riscaldatori restano accesi se T_f, crescendo, diventa > Tb solo R1 resta acceso se T_f, crescendo, diventa > Tc, entrambi i riscaldatori vengono spenti se T_f, diminuendo, diventa < Tc, entrambi i riscaldatori restano spenti se T_f, diminuendo, diventa < Tb, R1 viene acceso se T_f, diminuendo, diventa < Ta, entrambi i riscaldatori vengono accesi. Una possibilita' e' progettare l'automa come una macchina di Moore con 3 stati relativi alle 3 possibili configurazioni dei riscaldatori. Si supponga che i sensori funzionino sempre correttamente. Il circuito potra' essere costruito usando circuiti programmabili oppure circuiti logici elementari (porte logiche e flip-flop) Il circuito funzionante dovra' essere mostrato all'esaminatore. 2) Cosa sono i digital to analog converter ed in particolare spiegare il funzionamento dei DAC a scala (rete R - 2R). 3) Le porte logiche: circuiti e tecnologie fondamentali: struttura totem pole e suoi vantaggi, tri-state, tecnologia CMOS. (Max 10 - 15 righe circa) 4) Spiegare brevemente il metodo delle mappe di Karnaugh, giustificandolo dal punto di vista teorico e fornendo qualche semplice esempio. Esame di LAB2 B Appello Giugno 2004 Vers. D 0) Collegare l'oscilloscopio al generatore di funzioni Regolarlo al fine di generare un segnale avente la seguente forma: V(t) = 2.0 + sen(1000 t) Si richiede una precisione del +/- 10%. Il segnale dovra' essere visualizzato stabilmente sull'oscilloscopio. 1) Progettare e costruire un sistema di controllo di temperatura di un forno cosi' fatto: L'automa ha 3 ingressi digitali collegati a 3 sensori: A, B e C che confrontano la temperatura del forno T_f con 3 temperature prefissate Ta, Tb, Tc, i 3 sensori forniranno il valore logico 0 se T_f e' minore della T prefissata ed il valore logico 1 viceversa. Sia Ta < Tb < Tc. L'automa puo accendere o spegnere 2 riscaldatori R1 ed R2 al fine di mantenere la temperatura del forno compresa fra Ta e Tc. Lo schema del controllo e' il seguente: se T_f < Ta entrambi i riscaldatori sono accesi se T_f, crescendo, diventa > Ta i riscaldatori restano accesi se T_f, crescendo, diventa > Tb solo R1 resta acceso se T_f, crescendo, diventa > Tc, entrambi i riscaldatori vengono spenti se T_f, diminuendo, diventa < Tc, entrambi i riscaldatori restano spenti se T_f, diminuendo, diventa < Tb, R1 viene acceso se T_f, diminuendo, diventa < Ta, entrambi i riscaldatori vengono accesi. Si consiglia di progettare l'automa come una macchina di Moore con 3 stati relativi alle 3 possibili configurazioni dei riscaldatori. Il circuito potra' essere costruito usando circuiti programmabili oppure circuiti logici elementari (porte logiche e flip-flop) Il circuito funzionante dovra' essere mostrato all'esaminatore. 2) Spiegare cosa sono le memorie EEPROM, come funzionano, a cosa servono. 3) Spiegare la differenza fra un automa di Mealy ed un automa di Moore. 4) Spiegare brevemente il metodo delle mappe di Karnaugh, giustificandolo dal punto di vista teorico e fornendo qualche semplice esempio. Esame di LAB2 B Appello Giugno 2004 Versione E 0) Collegare l'oscilloscopio al generatore di funzioni Regolarlo al fine di generare un segnale triangolare compreso fra 0 e +3V e con un periodo di 1.4 ms. Si richiede una precisione del +/- 10%. Il segnale dovra' essere visualizzato stabilmente sull'oscilloscopio. 1) Progettare e costruire un automa fornito di un ingresso ed un'uscita (oltre a clock e reset) e che fornisca un impulso in uscita (di lunghezza non specificata) tutte le volte che sull'ingresso arrivano 2 impulsi DISTINTI separati da non piu' di 3 periodi di clock. Ad esempio con ritardi di 3 e 4 impulsi clock la risposta e' la seguente: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Clock _| |_| |_| |_| |_| |_ _| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| |_| _ _ _ _ Input ____| |_________| |__ _| |_____________| |___________ _ Output_________________| |_ __________________________________ Il circuito potra' essere costruito usando circuiti programmabili oppure circuiti logici elementari (porte logiche e flip-flop) Il circuito funzionante dovra' essere mostrato all'esaminatore. 2) Spiegare il principio di funzionamento degli ADC a rampa 3) Definire un circuito logico combinatorio ed uno sequenziale e fare qualche esempio. 4) Spiegare brevemente cosa sono i circuiti programmabili, quali tipi conoscete, quali tecnologie adoperano per memorizzare i dati, quali vantaggi offrono. Esame di LAB2 B Appello Giugno 2004 Versione F 0) Collegare l'oscilloscopio al generatore di funzioni Regolarlo al fine di generare un segnale rettangolare compreso fra 0.5 e +1V e con un periodo di 75 micro secondi. Si richiede una precisione del +/- 10%. Il segnale dovra' essere visualizzato stabilmente sull'oscilloscopio. 1) Progettare e costruire un gioco che provveda ad accendere in sequenza 6 led e poi a spegnerli ripercorrendo la sequenza alla rovescia e tutto cio' all'infinito. Per chiarezza: si intende che dopo aver acceso il primo led il sistema ne accendera' 2, poi 3, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 2, ecc. Il circuito potra' essere costruito usando circuiti programmabili oppure circuiti logici elementari (porte logiche e flip-flop) Il circuito funzionante dovra' essere mostrato all'esaminatore. 2) Elencare tutti i tipi di circuiti programmabili che conoscete ed esponetene molto brevemente le funzioni. 3) Spiegare la struttura ed il funzionamento di una porta CMOS. 4) Spiegare come e' possibile costruire un sommatore di numeri interi a n bit. LAB 2 B Appello 14 Luglio 2004 Mattino A 1) Generare un segnale quadrato compreso fra 3 e 7V con periodo di 1.4 ms e mostrarlo sull'oscilloscopio. Il risultato ottenuto sara' mostrato all'esaminatore, le differenze tra i valori nominali e quelli visualizzati sull'oscilloscopio non dovranno discostarsi di piu' del 5%. La non riuscita di questo esercizio pregiudica il proseguimento dell'esame. 2) Supponiamo di avere 2 fotocellule F1 ed F2 di fronte a cui passano dei carrellini che possono viaggiare in entrambe le direzioni (da F1 verso F2 e viceversa). Le 2 fotocellule sono abbastanza lontane fra di loro da non essere mai occultate contemporaneamente da un carrellino, inoltre un solo carrello per volta passa davanti alle fotocellule. Costruire un sistema in grado di fornire un impulso sull'uscita A tutte le volte che abbiamo un carrellino che ha attraversato il sistema viaggiando da F1 verso F2 ed un impulso sull'uscita B tutte le volte che l'attraversamento avviene in direzione opposta. Riassumendo il sistema avra' due ingressi: F1 ed F2, un reset, probabilmente il clock e 2 uscite A e B. Il periodo del clock sara' molto inferiore al tempo di attraversamento del carrellino della singola fotocellula. Progettare e costruire il sistema. Potrete usare sia i circuiti programmabili 22V10 sia i circuiti logici in tecnologia TTL presenti in laboratorio. 3) Supponiamo di dover misurare una temperatura compresa fra 0 e 100 C usando termocoppie rame costantana (Delta V / Delta T = 40 microvolt/C) con una precisione di 1 grado centigrado. Abbiamo a disposizione ADC con risoluzioni di 6, 8, 10, 12, 14, 16 bit funzionanti con tensioni di ingresso comprese fra 0 e 5V. Abbiamo a disposizione anche amplificatori operazionali ideali, resistenze, condensatori ecc. Scegliere l'adc adatto alla misura e schematizzare il sistema dettagliando i componenti usati. FACOLTATIVO: se gli amplificatori operazionali non fossero ideali che commenti vi sentireste di fare al vostro progetto ? 4) I selettori (digitali): cosa sono, a cosa servono, come sono fatti. 5) Spiegare cosa sono gli shift register (registri a scorrimento), come sono fatti, a cosa servono. LAB 2 B Appello 14 Luglio 2004 Mattino B 1) Generare un segnale triangolare compreso fra 0.1 e 0.7V con periodo di 0.4 ms e mostrarlo sull'oscilloscopio. Il risultato ottenuto sara' mostrato all'esaminatore, le differenze tra i valori nominali e quelli visualizzati sull'oscilloscopio non dovranno discostarsi di piu' del 5%. La non riuscita di questo esercizio pregiudica il proseguimento dell'esame. 2) Progettare e costruire un automa in grado di regolamentare gli accessi ad un posteggio sotterraneo. In particolare l'automa dovra' comandare un segnale luminoso e commutarlo da Libero a Completo a seconda del numero di macchine presenti nel posteggio. Realizzare l'automa considerando che il posteggio abbia solo un ingresso e un'uscita e che contenga sino a 5 macchine. L'ingresso o l'uscita di un auto e' indicato da un impulso di lunghezza non nota (ma lungo molti periodi di clock). Progettare e costruire il sistema. Potrete usare sia i circuiti programmabili 22V10 sia i circuiti logici in tecnologia TTL presenti in laboratorio. 3) Minimizzare usando il metodo delle mappe di Karnaugh la seguente funzione booleana F(a,b,c,d,e) a b c d e | F 0 0 0 0 0 | 0 0 0 0 1 0 | 0 0 0 1 0 0 | 0 0 0 1 1 0 | 0 0 1 0 0 0 | 0 0 1 0 1 0 | 1 0 1 1 0 0 | 0 0 1 1 1 0 | 1 1 0 0 0 0 | 0 1 0 0 1 0 | 0 1 0 1 0 0 | 0 1 0 1 1 0 | 0 1 1 0 0 0 | 0 1 1 0 1 0 | 1 1 1 1 0 0 | 0 1 1 1 1 0 | 1 0 0 0 0 1 | 0 0 0 0 1 1 | 0 0 0 1 0 1 | 1 0 0 1 1 1 | 1 0 1 0 0 1 | 0 0 1 0 1 1 | 0 0 1 1 0 1 | 0 0 1 1 1 1 | 0 1 0 0 0 1 | 1 1 0 0 1 1 | 0 1 0 1 0 1 | 1 1 0 1 1 1 | 1 1 1 0 0 1 | 1 1 1 0 1 1 | 0 1 1 1 0 1 | 1 1 1 1 1 1 | 0 4) Spiegare perche' una Ram e' un circuito sequenziale mentre una rom e' un circuito combinatorio. 5) Spiegare cosa sono, come funzionano e a cosa servono le porte tri-state. LAB 2 B Appello 14 Luglio 2004 Pomeriggio C 1) Generare un segnale sinusoidale di ampiezza 2.5 V con periodo di 0.12 ms e mostrarlo sull'oscilloscopio. Il risultato ottenuto sara' mostrato all'esaminatore, le differenze tra i valori nominali e quelli visualizzati sull'oscilloscopio non dovranno discostarsi di piu' del 5%. La non riuscita di questo esercizio pregiudica il proseguimento dell'esame. 2) Progettare e costruire un automa che fornisca in uscita un impulso lungo 2 impulsi clock ogni 5 impulsi di clock: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ clock _| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |_ _________ __ out __________________________| |________________________| 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Inoltre il sistema avra' un ingresso wait che se diventa 1 costringe il sistema a ignorare gli impulsi di clock (NOTA: e' vietato mettere in and il clock con wait o cose similari, il sistema dovra' essere sincrono) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ clock _| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |_ _________ wait __________| |___________________________________________ _________ out ____________________________________| |_________________ 1 2 3 4 5 1 2 3 4 Il ciclo si deve ripetere all'infinito. Potrete usare sia i circuiti programmabili 22V10 sia i circuiti logici in tecnologia TTL presenti in laboratorio. 3) Commentare la struttura hardware del dispositivo 22V10 e spiegarne il funzionamento logico illustrando le funzioni dei singoli blocchi. 4) Spiegare quali sono i motivi fisici che limitano la velocita' di funzionamento dei circuiti logici. 5) Parlare dell'input/output in un microprocessore dal punto di vista dell'hardware e del software ad esso immediatamente correlato.