TECNOLOGÍA DE COMPUTADORES / SISTEMAS DIGITALES EXAMEN FINAL. 19 JUNIO TIEMPO 2h 30m SOLUCIÓN

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1 TCNOLOGÍA D COMPUTADORS / SISTMAS DIGITALS XAMN FINAL. 9 JUNIO 28. TIMPO 2h 3m SOLUCIÓN Tipo test (correcta,5 puntos, incorrecta -,25puntos). Indique el resultado en BCD de la siguiente operación de dos números codificados en complemento a 2: + a) b) c) 2. l circuito de la figura responde a un conversor paralelo serie que en cada ciclo de reloj pone en la salida un bit de los de la palabra de entrada. Para la palabra de entrada (A 5 A 4.A A ), cuál sería la secuencia de salida? Suponga que el contador comienza la cuenta en el número (C 3 C 2 C C ). IN (6 bits) OUT ( bit) MUX 6- CLOCK RST a) b) c) Contador en anillo Selecciona sucesivamente las entradas A, A 2, A 4 y A 8. Desarrollo breve (Responder en el propio enunciado).. l circuito de la figura representa un contador de 4 bits. Utilizando las puertas lógicas que considere necesarias diseñe un circuito que divida por 4 la frecuencia del reloj Clk (tenga en cuenta que se realiza una cuenta en cada flanco de subida del reloj). (, punto).

2 Preset Clear S 3 S 2 S S Clk n el bit S se obtiene directamente una señal cuya frecuencia es la del reloj dividida por 4 (ver cronograma) CLK S S 2. n el circuito de la figura, el bloque combinacional tiene unos tiempos de retardo en las salidas A, B, C y D de, 2, 5 y 5 ns., respectivamente. Cuál debe ser el tiempo de setup de los biestables que forman el registro R2 para un correcto funcionamiento a una frecuencia máxima de 4 MHz? A qué máxima frecuencia podría funcionar con un tiempo de setup de 5 ns? Suponga en ambos casos que el tiempo de propagación de R es de 5 ns. (, punto). A Bloque B R Combinacional C R2 D CLK Tmin = Tprop (R) + Tprop (LC) + Tsetup (R2) /4MHz = 25 ns = Tsetup (R2); Tsetup(R2) = ns Tmin = = 3 ns ; Fmax = /Tmin = 33,33 MHz

3 PROBLMA Nº Se pide diseñar el circuito combinacional que controla la dispensación de productos en una línea de empaquetado. Las cubetas circulan sobre una cinta transportadora y poseen un código de barras en la base que identifica el número de pedido. Los productos se sitúan en una rampa de forma que si el primer producto en la fila debe incluirse en la cubeta el control abre la trampilla S (pone su salida a ) y el producto cae a la cubeta. l ordenador compara el código de barras del pedido con el código de barras del primer producto en la rampa y pone su salida C a si existe una coincidencia. n caso contrario, el producto se desechará abriendo la trampilla P (el control pone su salida a ). Los sensores R y R2 permiten posicionar la cubeta respecto a la rampa donde se disponen los productos. Son entradas del control y un valor de indica que la cubeta está situada delante del sensor de manera que: Si no hay ninguna cubeta aproximándose a la rampa de productos (R = y R2 = ), el sistema estimula la electrónica de control del motor de la cinta para que vaya a velocidad rápida (ver tabla adjunta). Si se detecta la entrada o salida de una cubeta de la zona de la rampa de productos (R = y R2=), el circuito manda establecer la velocidad del motor a lenta. Si la cubeta se encuentra justo debajo de la rampa de productos (R= y R2=), el circuito manda establecer la velocidad del motor a muy lenta. Si la cubeta sale de la zona de la rampa de productos (R= y R2=) la velocidad del motor volverá a establecerse a rápida. Sólo si la cubeta se encuentra debajo de la rampa de productos, el producto será dispensado o no.

4 PROBLMA Nº (continuación) Se pide: M M2 Velocidad Motor Rápida Lenta Superlenta a) Hallar la tabla de verdad del circuito. La significancia de las entrada deberá ser la siguiente: C R R2. Cualquier otra tabla con un orden de las entradas distinto, NO SRÁ TNIDO N CUNTA.(,9 puntos) C R R2 M M2 P S b) Implementar M2 mediante puertas NAND. (,4 puntos) M 2 = R R2 c) Implementar S mediante puertas NOR. (,4 puntos) S = C + R + R2 d) Implementar M con un decodificador 3x8 con salidas a nivel bajo. (,4 puntos) M es la AND de las salidas,,4,5 (conectar los ceros) o la NAND de las salidas 2,3,6,7 (conectar los unos) e) Implementar P con un multiplexor 2x tomando R2 como señal de selección (,4 puntos) R2 = (entrada del multiplexor) R2 = (entrada del multiplexor) C R P C R P P = P = C R

5 PROBLMA Nº 2 Se desea diseñar un circuito secuencial que controle el motor de una antena parabólica, según la Figura. Sat A Sat B Sat C 2 3 CIRCUITO SCUNCIAL A DISÑAR Figura Horizontal Vertical 8 bits 5 bits MOTOR F Mediante un codificador sin prioridad 4x2 se determina qué satélite se desea seleccionar. Siempre hay una y sólo una señal activada, mediante la introducción de un lógico. La salida F del motor siempre está a, salvo en un caso que se indicará más adelante. l circuito secuencial indica al motor cuántos grados debe girar la antena en horizontal y en vertical. Para ello, el circuito proporcionará como salida dos grupos de líneas distintas, de 8 y 5 bits, respectivamente. Las 8 funciones booleanas de salida para control horizontal se denominan, de mayor a menor peso, H 7, H 6, H. Las 5 funciones booleanas de salida para control vertical se denominan, de mayor a menor peso, V 4, V 3, V. stos dos bloques de funciones se codifican en signo magnitud, considerando positivo el sentido de las agujas del reloj para el movimiento horizontal y el sentido de elevación hacia arriba para el movimiento vertical. Una vez que la antena alcanza su posición final, F se pone a, obligando a que las 3 líneas de salida se pongan a y el motor se detenga. n cuanto el motor se detiene, F vuelve a ponerse a. La posición de los satélites está dada por la Figura 2. Norte Azimut º Oeste Azimut 27º ste Azimut 9º Satélite C Azimut 28º levación 37º Figura 2 Sur Azimut 8º STADO INICIAL Satélite A Azimut 46º levación 39º Satélite B Azimut 54º levación 4º

6 Se pide: a) Definición y codificación de estados (,3 puntos). Q Q q : Apunta a Satélite A o cambia hacia A desde otro q : Apunta a Satélite B o cambia hacia B desde otro q 2 : Apunta a Satélite C o cambia hacia C desde otro b) Diagrama de estados, escribiendo las salidas de las transiciones en base (,3 puntos). /++ /++ /++ /+8+2 q q /-8-2 /-64+4 /+72-2 /+64-4 /-72+2 /++ q 2 /++ /++ c) Tabla de verdad completa usando biestable D para el más significativo y biestable T para el menos significativo. Utilizar la plantilla que se facilita, donde deben ponerse en base decimal los grados en horizontal y en vertical para cada caso. NOTA: S DB HACR CON DOS BISTABLS, NO MÁS (,5 puntos).

7 NTRADAS STADO ACTUAL STADO PRÓXIMO XCIT. Q (t) Q (t) Q (t+) Q (t+) D T UNIVRSIDAD D CASTILLA LA MANCHA SCULA SUPRIOR D INFORMÁTICA. CIUDAD RAL CAMBIO ÁNGULO HORIZONTAL Grados en Grados Horizontal H 7 H 6 H 5 H 4 H 3 H 2 H H en Vertical CAMBIO ANG. VRTICAL V 4 V 3 V 2 V V X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

8 UNIVRSIDAD D CASTILLA LA MANCHA SCULA SUPRIOR D INFORMÁTICA. CIUDAD RAL d) Implementar la excitación del biestable T sólo con puertas NOR e inversores (,3 puntos). T = ( + Q ) + ( + ) + ( + Q ) e) Implementar H 6 sólo con puertas NAND e inversores (,3 puntos). H 6 = Q Q f) Implementar H 3 con una puerta AND y las puertas OR e inversores que sean necesarios (,2 puntos). H 3 = ( + + Q + Q ) ( + ) ( + Q ) ( + Q ) ( + Q ) ( + Q ) g) Implementar H 7 con una puerta OR y las puertas AND e inversores que sean necesarios (,2 puntos). H + Q 7 = Q h) Implementar la excitación del biestable D con un DC 3x8 con salidas activas a nivel bajo (,2 puntos). Q Puerta NAND D i) Implementar V 2 con un MUX 4x colocando en las líneas de selección las entradas y (,2 puntos). Q Q 2 3 V 2