Va Vb. Vout. p1 p2 p3 TPD(FF)

Transkripsi

1 טכניון מכון טכנולוגי לישראל סמסטר אביב 25 תכן לוגי פתרון בחן האמצע שאלה בחפירות ארכיאולוגיות התגלה רכיב מתקופת היורה בעל שתי כניסות ויציאה אחת : Va Vb VR Vout החוקר ג'ונס ניסה לגלות את תפקיד הרכיב, אך כל שהצליח לגלות היה כי פונקצית המעבר הסטטית שלו.f(A,B)=f( A, B) מתקיים B ו- A מקיימת שלכל מתח f מה אפשרי? סמני את התשובה הראשונה האפשרית. הרכיב מממש שער OR במשטר סטטי מסוים. הרכיב מממש שער AND במשטר סטטי מסוים. הרכיב מממש שער NAND במשטר סטטי מסוים. הרכיב מממש שער XOR במשטר סטטי מסוים. ד אף אחת מהתשובות א' ' אינה נכונ ד ' יותר מתשובה אחת מהתשובות א' נכונ עבור כל משטר סטטי, אם נבחר A ו- B גדולים מ-( max( Voh, Vol, נקבל,G(,) = G(,) (G - הפונקציה הספרתית ש- ממf משת), אשר אינו אפשרי עבור שלושת השערים הראשונים. עבור XOR הדבר אפשרי, למשל עבור משטר סטאטי סימטרי,(Vih=-Vil ו- Voh=-Vol) והפונקציה.f(A,B) = -2A*B שאלה 2 יהי F רכיב Edge Triggered Flip Flop הזהה לזה שנלמד בכת כידוע לך (כך אנו מקווים) רכיב זה מאופיין ע"י הקטעים הזרים A ו- C המוגדרים יחסית לעליית השעון. p p2 p3 C A t TPD(FF) הניחי כי בכל קטעי C, מבוא הרכיב לוגי ויצי מסומנות בציור שלוש נקודות על ציר הזמן:. p,p2,p3 נסמן ב- t. בזמן F את הערך האנלוגי של מוצא Q(t)

2 ו- שהינם( מה התשובה הנכונה הראשונה? יתכן שגם יתכן שגם יתכן שגם בוודאות, בוודאות, בוודאות, Q(p2) וגם Q(p) Q(p3) וגם Q(p2) Q(p3) וגם Q(p) Q(p) ו- Q(p2) הם Q(p2) ו- Q(p3) הם Q(p) ו- Q(p3) הם לא לוגיים. לא לוגיים. לא לוגיים. לוגיים, ובעלי אותו ערך ספרתי. לוגיים, ובעלי אותו ערך ספרתי. לוגיים, ובעלי אותו ערך ספרתי. אף אחת מהתשובות א' ' אינה נכונ כפי שהגדרנו, מוצא ה- FF יכול להשתנות רק בקטע A. שימו לב שב- p וב- p3 בוודאות) יכולים להיות ערכים ספרתיים שונים במוצא הרכי לוגיים שאלה 3 שאלה זאת מתייחסת למשטר הדינאמי. נתונה המערכת הבאה: Component XOR OR AND NOT FF T pd נתוני התזמון: נתון כי הרכיב המסומן בסימן שאלה הוא אחד מן הרכיבים לעיל (בעל שתי כניסות), אך לא ידוע לך מי מביניהם. מהו מחזור השעון המינימאלי עבורו המערכת תתפקד כשורה בוודאות? המערכת אינה מקיימת את תנאי המשטר הדינמי. כל התשובות לעיל אינן נכונות. ט. במקרה הגרוע ביותר, הרכיב החסר הוא.AND

3 2 שאלה 4 יהי L רכיב ROM המכיל מילים ברוחב 3 ביט כל אחת. בעזרת רכיבי L כאלו בלבד וחיווט כרצונך, נדרש לממש את שני רכיבי ה- ROM הבאים: א) ROM המכיל ב) ROM המכיל 2 מילים ברוחב 6 ביט כל אחת. 2 מילים ברוחב 3 ביט כל אחת. מהו המספר המינימאלי של רכיבי L הדרוש? סמני את התשובה הראשונה הנכונ הנתונים. 2 רכיבי L ולבניית ROM ב' מספיקים 2 רכיבי L ולבניית ROM ב' מספיקים 2 רכיבי L ולבניית ROM ב' מספיקים 4 רכיבי L ולבניית ROM ב' מספיקים 4 רכיבי L ולבניית ROM ב' מספיקים 4 רכיבי.L 5 רכיבי.L 6 רכיבי.L 5 רכיבי.L 6 רכיבי.L 4 רכיבי L ולא ניתן לממש את ROM ב' בעזרת הרכיבים לא ניתן לממש את אף אחד מה- ROM -ים בעזרת הרכיבים הנתונים. עבור רכיב א' מספיקים שני רכיבים המחוברים במקביל לאותן כניסות. עבור רכיב ב' צריך 4 רכיבים על מנת שיהיה מספיק זיכרון, ויש לברור ביניהם: 2 כניסות ה- MSB יבררו בין כל שלישיות המוצא של ארבעת הרכיבים סך הכול 4 כניסות, לכן מספיק רכיב נוסף אח (הערה: שאלה זו דומה לשאלה 4 מתרגיל הבית הראשון. נא לעיין בה לפירוט נוסף.)

4 ד- ו, שאלה 5 נתונה מערכת בקר ו- :Data Path LDB selb B '2' sela A '6' sela = selb = LDB selalu ALUOP y x ZERO ZERO 2 LDB selb = selalu = ALUOP = ZERO 3 selalu = ALUOP = sela = 4 selalu = ALUOP = sela = ALUop operation y-x y+x 5 בשרטוט ה- datapath כל קווי הנתונים ברוחב 8 ביט. ה- ALU מבצע חישובים לפי אות ALUop 8 שמגיע מהבקר. פעולת ה- ALU מפורטת בטבל כל החישובים הם מודולו. 2 מה יהיו הערכים ברגיסטרים A ו- B כאשר הבקר יגיע למצב 5?.' A = B = 6 B = 6,A = 2 A = B = B = 2,A = A ו- B מכילים ערכים שונים מהמצוין בתשובות א' הבקר לעולם אינו מגיע למצב 5. לא ניתן לדעת. לאחר המחזור הראשון =A 6 ו- 2=B. במחזור השני מתבצע חיסור שתוצאתו היא 6 (לכן נעבור למצב 4) לכן במחזור הבא =A 6 ו- 6=B. במחזור השלישי מתבצעת טעינה של A ב- 6.

5 שאלה 6 נתונה המערכת הבאה המממשת מכונת מצבים סופית. F הוא פליפ-פלופ ו- L היא לוגיקה צירופית. in L out F נתונות שלוש דיאגראמות המצבים הבאות : in = A in = in = in = in = out = in in = in = B in = C D סמני את התשובה הנכונה הראשונה: המערכת T יכולה להיות שלוש מהדיאגרמות.A,B,C,D המערכת T יכולה להיות שתיים מהדיאגרמות.A,B,C,D המערכת T יכולה להיות הדיאגרמה A. המערכת T יכולה להיות הדיאגרמה B. המערכת T יכולה להיות הדיאגרמה C. המערכת T יכולה להיות הדיאגרמה D. המערכת T בוודאות אינה אף אחת מהדיאגרמות.A,B,C,D אף אחת מהתשובות לעיל אינה נכונ ניתן לממש את A ו- B במערכת מילי בעלת FF יחי C אינה ניתנת למימוש בעזרת FF יחיד שי( לה שלושה מצבים והיא אינה ניתנת לצמצום). א (היא אינה מצומצמת), אך מחמת הספק קיבלנו גם את תשובה ב'. ת המכונה D ניתן לממש בעלת FF יחיד

6 R[] שאלה 7 נתון מסלול הנתונים הבא: Y R OUT n 2n SWITCH n IN n+3 n+3 ADDER n+3 כאשר נתון ש- 6=n. המערכת מבצעת את תרשים הזרימה הבא: Y IN R 32 R (R+64 Y)//2 R[] R R//2 R[] END כאשר // מסמן את פעולת החילוק על מספרים טבעיים: a//b = a / b נתון שבמחזור הראשון.IN= יהי Z הערך המשודר על OUT באשר המערכת במצב.END מהי התשובה הראשונה הנכונה? ט. המערכת לא מגיעה למצב.END לא ניתן לבצע את תרשים הזרימה הנתון על מסלול הנתונים הנתון. Z לא תקף. Z קטן מ 5. Z מתחלק ב 35. Z קטן מ. Z מתחלק ב 4. Z קטן מ 2. כל התשובות לעיל לא נכונות. המערכת מבצעת כפל במספר הבינארי (2 בעשרוני). כדי לראות זאת, שימו לב שבכל איטרציה המערכת מוסיפה את Y לתוצאה הנוכחית (כלומר ל- R ), ומזיזה את התוצאה ימינה פעמיים. המערכת מסיימת את החישוב כאשר ה- שהיה בביט השישי (המשמש כסמן בלבד ואינו חלק מן החישוב) מגיע לביט הראשון של R, ואז הרגיסטר מכיל.Y+Y*2^2+Y*2^4

7 שאלה 8 נתונה המערכת הבאה, המזהה את המילה "ברק" (בדומה למערכת שנלמדה בכתה). H O S T ב ר ק הסטודנט מ. אפן החליט להוסיף למערכת רגיסטר נוסף וקיבל את המערכת הבאה: H O S T ב ר ק אילו מהמילים הבאות תזהה המערכת בוודאות לאחר השינוי? סמני את התשובה הראשונה הנכונ ט. ברק בבקר קבאב ברדק בק ברקק מילה אחרת מהכתובות למעל המערכת אינה מזהה שום מיל כיוון שלא בוצעה פעולת רתזמון חוקית, אין אפשרות לדעת את פעולת המערכת לאחר השינוי. המערכת תוציא T כאשר לכל יחידה תוכנס האות שהיא מזה כיוון שהרגיסטר השני מחזיק אות שאינה משפיעה על התוצאה, המערכת מתעלמת בכל צעד מן האות השלישית מתוך 4 האחרונות, וערך המוצא נקבע רק עפ"י שלושת האחרות. (שימו לב: גם תשובה ו' נכונה, אך אינה הראשונה)