1. Чем отличается передача данных параллельным кодом от последовательного?
При параллельной передаче все разряды доступны одновременно по собственным линиям. При последовательной передаче данные передаются по одной линии, разряд за разрядом (младшими или старшими вперёд).
2. Что такое триггер?
Триггер – это электронное устройство, хранящее* в себе двоичную информацию, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний и переключаться между ними под воздействием внешних сигналов.
* Под памятью триггера подразумевают способность оставаться в одном из двух состояний и после прекращения действия переключающего сигнала. Приняв одно из состояний за «1», а другое за «0», можно считать, что триггер хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.
3. Классификация триггеров по принципу логического функционирования.
RS-триггер – Reset-Set-триггер (установка и сброс)
D-триггер – Delay-триггер, одноступенчатый триггер, «защелка»
T-триггер – счетный триггер
JK-триггер – двухступенчатый триггер, «шлепающий»
DV и TV триггеры – отличаются от своих прототипов дополнительным входом V, который позволяет переводить триггер в режим хранения при V=0, а при V=1 работать также, как и обычные D и T триггеры соответственно.
Комбинированные
4. Классификация триггеров по способу записи информации.
Асинхронные триггеры – запись происходит сразу при изменении входных сигналов.
Синхронные триггеры – реагируют на входные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации (вход «такт»).
5. Нарисовать схему заданного триггера в заданном базисе.
6. Привести таблицу функционирования заданного триггера.
7.
Перечислить режимы работы заданного
триггера.
8. Объяснить принцип работы заданного триггера.
RS-триггер – вход S позволяет устанавливать выход триггера Q в единичное состояние (записывать единицу). Вход R позволяет сбрасывать выход триггера Q в нулевое состояние (записывать ноль). В простейшем случае RS триггер это два логических элемента "2И-НЕ", соединенные последовательно друг с другом.
D-триггер – RS-триггер, но с добавленной задержкой. Она реализована путем объединения входов RS при помощи инвертора.
Т-триггер – после поступления на вход T импульса, состояние триггера меняется на прямо противоположное. Счётным он называется потому, что T триггер как бы подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход. При поступлении второго импульса T-триггер снова сбрасывается в исходное состояние.
JK-триггер – универсальность JK-триггера состоит в том, что он может выполнять функции RS-, Т- и D-триггеров. Если на входы J и К подать уровень логической единицы, то получим T-триггер. Из JK-триггера можно получить D-триггер, если вход К соединить со входом J через дополнительный инвертор.
9. Что такое счётчик?
Счётчик – это цифровое устройство, предназначенное для подсчёта числа входных импульсов.
10.Классификации счётчиков.
По значению модуля счёта
Двоичные (М= 2n), где n – разрядность счётчика
Двоично-кодированные (с произвольным модулем счёта М, но с кодированием состояний двоичным кодом)
Счётчики с одинарным кодированием (счётчики Джонсона)
По направлению счёта
Суммирующие (прямого счёта / Up Counter)
Вычитающие (обратного счёта / Down Counter)
Реверсивные (с изменяемым направлением счёта / Up/Down Counter / Bidirectional Counter).
По способу организации межразрядных связей
С последовательным переносом
С параллельным переносом
С комбинированным переносом
Со сквозным переносом
11.Нарисовать схему суммирующего асинхронного/синхронного счётчика.
Асинхронный Синхронный
Асинхронный счётчик строится каскадно, синхронный — с общей тактовой шиной.
12.Нарисовать схему вычитающего асинхронного/синхронного счётчика.
Асинхронный Синхронный
Асинхронный счётчик строится каскадно, синхронный — с общей тактовой шиной.
13.Нарисовать схему суммирующего асинхронного/синхронного счётчика с ограниченным модулем счёта.
14.Нарисовать схему вычитающего асинхронного/синхронного счётчика с ограниченным модулем счёта.
Не ребят мы их скипаем это пи****
15.Объяснить принципы деления частоты и организации задержки с помощью счётчика.
Деление частоты: если счётчик считает до N, то на выходе будет импульс каждые N входных тактов → деление на N.
Задержка: счётчик может использоваться как таймер, отсчитывающий нужное число тактов перед выполнением действия.
16.Что такое регистр?
Регистр – устройство, предназначенное для записи, хранения и (или) сдвига данных, представленных в виде n-разрядных двоичных чисел.
17.Применение регистров.
Установка регистра в нулевое состояние (сброс), либо в единичное (предустановка)
Запись входных данных в последовательном/параллельном коде
Хранение данных
Сдвиг хранимого кодового слова вправо или влево
Выдача хранимых данных в последовательном/параллельном коде
18.Классификации регистров.
По способу приёма и выдачи информации
Параллельные (PIPO)
Последовательные (SISO)
Параллельно-последовательные (SIPO, PISO)
По количеству каналов передачи данных
Однофазные
Парафазные
19.Нарисовать схему DSR.
20.Нарисовать схему DSL.
21.Нарисовать схему реверсивного регистра.
22.Нарисовать пример схемы решения задачи увеличения количества хранимых слов.
23.Нарисовать пример схемы решения задачи увеличения разрядности хранимого слова.
24.Нарисовать пример схемы решения задачи увеличения количества хранимых слов и их разрядности одновременно.
25.Понятия синхронизации и тактирования.
Синхронизация – процесс согласования моментов изменения сигналов относительно друг друга.
Тактирование – управление работой устройства с помощью периодических тактовых импульсов.
26.В чём разница синхронизации уровнем от фронта?
Синхронизация уровнем – данные принимаются, когда синхросигнал находится на определённом уровне.
Синхронизация фронтом – данные принимаются в момент перехода сигнала (например, с 0 на 1).
27.При синхронизации уровнем, как необходимо подавать синхронизируемые данные относительно активного уровня синхросигнала?
При синхронизации уровнем, данные должны подаваться только во время активного уровня синхросигнала. То есть:
Если активный уровень – высокий ('1'), то данные должны быть стабильны в течение этого уровня;
Если активный уровень – низкий ('0'), то данные должны быть стабильны именно в этот период.
28.При синхронизации фронтом, как необходимо подавать синхронизируемые данные относительно активного фронта синхросигнала?
При синхронизации фронтом, синхронизируемые данные должны быть стабильны за небольшой период времени до активного фронта и оставаться стабильными некоторое время после него.
29.Что такое конечный автомат и из каких блоков он состоит?
Конечный автомат — это модель вычислений, которая может находиться в одном из конечного числа состояний. Состоит из блока перехода в новое состояние, регистра состояния и блока генерации выходных значений.
30.Какие бывают конечные автоматы и чем отличаются друг от друга?
Классические КА делятся на два вида: Мура и Мили. В КА Мура значения выходов зависят лишь от текущего состояния, а в Мили выходы зависят не только от текущего состояния, но и от входных сигналов.
31.С помощью каких конструкций описывается конечный автомат на HDL?
Используются:
case / if-then-else – для выбора состояния
always_ff / process с тактовым сигналом – переключение и запись
32.Какие подходы применяются при описании конечного автомата на HDL?
Однопроцессный – описание всей логики автомата (и переходов, и действий) в одном процессе
Двухпроцессный – один процесс для переходов состояний, другой — для генерации выходов
Трёхпроцессный – процессы разделяются на: регистр состояния (current_state), комбинационную логику переходов (next_state) и комбинационную логику выходов.