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Technische Grundlagen der Informatik 1 Klausurvorbereitung Thorsten Wink.

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Präsentation zum Thema: "Technische Grundlagen der Informatik 1 Klausurvorbereitung Thorsten Wink."—  Präsentation transkript:

1 Technische Grundlagen der Informatik 1 Klausurvorbereitung Thorsten Wink

2 2 Aufgabe 1: Realisierungsvarianten ABCF AB+ AC+ BC

3 3 Standardgatter AB + AC + BC

4 4 NAND Doppelte Negation der DNF: Die Inverter werden als NAND mit zusammengeschalteten Eingängen realisiert.

5 5 4:1-Multiplexer ABCF AB + AC + BC Wahl: A und B als Steuereingänge, C als Variable AB F C Komplemente nicht erlaubt C ungeeignet! Neue Wahl: A und C als Steuereingänge C 1 B B 0

6 6 Aufgabe 2: Hazards F = AD + BC + ABD

7 7 Hazards Ungewollte Änderung des Ausgangssignals einer Schaltung Ursachen: Verzögerungszeiten der Gatter statischer 0-Hazard statischer 1-Hazard Behebung im K-Diagramm möglich

8 8 Hazards finden F = AD+ BC +ABD ABCD

9 9 Timing-Simulation ABCD ABDC A B C D A B C AD BC ABD F Statischer 1-Hazard

10 10 Beseitigung der Hazards CD Einfügen zusätzlicher Implikanten, so dass die kritischen Stellen gemeinsam überdeckt werden. BD Somit ergibt sich als hazardfreie Funktion F = AD + BC + BD + CD

11 11 Hazardfreie Schaltung F = AD + BC + BD + CD

12 12 Aufgabe 3: Zähler Zählfolge Umschaltbare Zählrichtung 2 Bit breit

13 13 Übergangsgraph / -tabelle IABA+B XX XX I = 1 rückwärts

14 14 Ansteuerungstabelle IABA+B+JAKAJBKB X1X XX0 010XXXXXX 01100X1X X1X XX1 110XXXXXX 11101X1X0 QQ+JK 000X 011X 10X1 11X0 Ansteuerungstabelle des JK-FFs

15 15 Ansteuerungsgleichungen IABA+B+JAKAJBKB X1X XX0 010XXXXXX 01100X1X X1X XX1 110XXXXXX 11101X1X0 KA = 1 JB = 1 JA = BI + BI KB = AI + AI

16 16 Selbststartend? IABA+B+JAKAJBKB X1X XX0 010XXXXXX 01100X1X X1X XX1 110XXXXXX 11101X1X0 KA = 1 JB = 1 JA = BI + BI KB = AI + AI hat als Folgezustand 01 selbststartend

17 17 Aufgabe 4: Automat Es soll ein Paketsortierer entworfen werden 2 Lichtschranken (E1 und E2) im Abstand von 20cm Kleine Pakete (< 20cm) A = 1 Große Pakete ( >20cm) A = 0

18 18 E1 0 [0] 1 [0] 3 [0] 2 [1] 4 [0] !E1 E2 !E2 !E1 E1 E2 Zustandsgraph

19 19 Implementierung 5 Zustände 3 FlipFlops benötigt D-FF sollen verwendet werden Automat arbeitet immer korrekt Ungültige Eingaben (z.B. 2 Pakete im Abstand von weniger als 20cm) können zur Vereinfachung ausgeschlossen werden Dont Care 3 FF und 2 Eingänge 32 Möglichkeiten 6 K-Diagramme wären nötig einfache Implementierung mit ROM

20 20 Zustandsübergangstabelle (1) ABCE1E2A+B+C XXX XXX XXX XXX 01011XXX 01100XXX XXX E1 000 [0] 001 [0] 011 [0] 010 [1] 100 [0] !E1 E2 !E2 !E1

21 21 Zustandsübergangstabelle (2) ABCE1E2A+B+C XXX 10011XXX 10100XXX 10101XXX 10110XXX 10111XXX 11000XXX 11001XXX 11010XXX 11011XXX 11100XXX 11101XXX 11110XXX 11111XXX E1 000 [0] 001 [0] 011 [0] 010 [1] 100 [0] !E1 E2 !E2 !E1

22 22 Implementierung mit ROM

23 23 Weitere Hinweise/Tipps Erlaubte Hilfsmittel: 1 handschriftliches, nicht kopiertes DIN A4-Blatt Aufgaben genau lesen, bei Unklarheiten fragen Gatter & Verbindungen deutlich malen (Lineal) Zwischenschritte, so dass man Teilpunkte geben kann Weitere Klausuren zum Üben auf der TGDI- Seite, im eLZI und unter Helpzone.de (RT1/INF B)www.TUD- Helpzone.de


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