Somi elmélet Flashcards
Objective: Survive
Melyek a kétváltozós függvények alapműveletei?
- ’ÉS’ művelet (’*’)
- ’VAGY’ művelet (’+’)
- negáció (tagadás) művelete ( ’ ̅’ )
Melyek a Boole-algebra axiómái?
- Asszociativitás - (A+B) + C = A + (B+C)
- Kommutativitás - AB = BA
- Disztributivitás - A * (B+C) = AB+AC
- Ellentmondás törvénye - A * A = 0
- Elnyelési törvények - (3db de nem igazán fontos, ASSZEM)
- Identitások törvénye - A + 0 = A, A*1 = A
- Idempotencia törvénye - A * A =
- De-Morgan azonosságok
Mit nevezünk logikai kapunak, milyen típusai vannak?
Itt kérdezheti még a jelőléseket avagy az EU és IEEE szabványt
Logikai kapunak azokat az alapelemeket nevezzük, melyek a bináris változókat,
illetve az ezekkel végzett Boole-algebrai műveleteket áramköri szinten realizálják.
EU Szabvány: négyzetes jelölés
IEEE szabvány: Programbeli jelölés
Jelőlések:Maxwheresegédlet1. (kép nincs mert prémiumra nem fogokfizetni)
Sorolja fel a logikai függvények megadási
módjait!
- igazságtáblázattal
- algebrai alakkal
- kapuszintűi logikai vázlattal
Adja meg a kombinációs hálózatok fő jellegzetességeit!
Egy kombinációs hálózatnak bemenetei és kimenetei vannak, valamennyi egy
logikai változó, illetve logikai jel, és ennek megfelelően mindegyik csak a „0” vagy
az „1” logikai értéket veheti fel. Ez a kombinációs hálózat fekete-doboz
modelljének egyik lényeges tulajdonsága.
A kombinációs hálózat a bemeneti jelek felett értelmezett bemeneti értékvariációkhoz a kimeneti jelek érték-variációit rendeli.
Minden bemeneti
kombinációhoz legfeljebb csak egy kimeneti kombinációt.
Mi a kombinációs hálózatok két fő csoportja? Miben térnek el?
- Teljesen specifikált: minden bemeneti variációhoz olyan kimeneti variáció tartozik, amelyben minden kimenet értéke specifikálva van
-
Nem teljesen specifikált: van legalább egy olyan bemeneti variáció, amelyhez rendelt kimeneti variációkban legalább egy
változó értéke közömbös („do not care”)
Nevezze meg a leggyakrabban használt nevezetes kétváltozós
függvényeket!
- ’0’ és ’1’generátor
- ’ÉS’ (AND) és ’NEM-ÉS’ (NAND) függvény
- ’VAGY’(OR) és ’NEM-VAGY’ (NOR) függvény
- ANTIVALENCIA (EXOR, XOR) és EKVIVALENCIA (EXNOR, XNOR) függvény
Milyen logikai függvény egyszerűsítési módszereket ismer?
- Egyszerűsítés algebrai módszerrel
- Quine módszer
- Quine-McCluskey módszer
- Karnaugh táblás módszer
Mi a lényege a Quine-módszernek?
A Quine módszer alapja a függvény ’1’-es értékéhez rendelt két minterm közös
szorzótényezőinek oly módon történő kiemelése, hogy a zárójelben egy logikai
változónak és negáltjának az összege maradjon, amely logikai összeg ’1’.
Mutassa be a Karnaugh táblás függvényábrázolást
Egy ’n’ változós függvény lehetséges mintermjeinek megfeleltetünk egy-egy négyzetet, és
úgy helyezzük el őket, hogy -mind vízszintesen, mind függőlegesen- az egymástól
egységnyi távolságra lévő, azaz csak egyetlen bit-ben különböző mintermeket
reprezentáló négyzetek szomszédosak legyenek, vagyis így bináris kódszavuk ún.
Hamming-távolsága ’1’. Ennek az a nagy előnye, hogy igen könnyen észrevesszük az összevonható mintermeket illetve termeket, hiszen azok egymás mellett helyezkednek
el.
Ha lehet ezt inkább saját szavakal, mert én ezt biztos nem tanulnám meg
Mi a Karnaugh tábla egyszerűsítési módszere?
Két - azonos kimeneti tulajdonsággal rendelkező - szomszédos minterm vagy term 2 hatványai szerint összevonható, és az így összevont termek függvényalakjai kevesebb változót tartalmaznak, ezáltal egyszerűsödik
megadásuk.
Mely tulajdonságát használjuk ki a nem teljesen specifikált kombinációs hálózatnak a
Karnaugh táblás egyszerűsítés esetében?
Ha a logikai függvény nem teljesen határozott, akkor legalább egy olyan bemeneti kombináció, azaz minterm van, amelyhez rendelt függvény érték számunkra
közömbös. Ilyenkor különböző szimbólumokkal jelöljük be a Karnaugh-táblába az ’1’- es és közömbös (don’t care) mintermeket. Ez utóbbiakat célszerű a már ismert kis vízszintes vonalkával (-) jelölni. A közömbös mintermekkel szabadon bánhatunk. Ha
előnyös az egyszerűsítés szempontjából, akkor összevonjuk őket az ’1’-es
mintermekkel, ha nem, akkor ’0’-ás mintermeknek tekintjük őket.
Milyen lefedési elvet célszerű alkalmazni általánosságban a Karnaugh táblán a minimális
függvényalak meghatározásához?
A lehető legegyszerűbb függvényalak felírása céljából a lehető legnagyobb
összevonásokat, azaz az összes prímimplikánst célszerű megkeresni, és ezek
segítségével - irredundánst lefedést alkalmazva - megadni a működést leíró
függvényalakot.
Milyen lehetőségeket biztosítanak egy nem teljesen specifikált kombinációs hálózat
függvényének „don’t care” értékkel rendelkező mintermjei az irredundáns lefedés meghatározása esetén?
A nem teljesen specifikált hálózatok esetében célszerű a prímimplikáns képzéskor az egyszerűbb (lehetőleg prímimplikáns alakot biztosító) „don’t care” bejegyzések bevonása a mintermes összevonásokba, ügyelve a redundáns lefedések elhagyására
Mikor és hogyan keletkezhet egy kombinációs hálózatban statikus hazárd?
Ha egyetlen bemeneti változó logikai értékének megváltozásakor a kimenet a specifikáció szerint nem változna, de a realizált hálózat kimenetén mégis átmeneti változás zajlik le.
A statikus hazárdnak milyen típusai vannak?
A kimenő logikai változó(k) lehetséges bináris értékeiből kiindulva- kétféle statikus hazárdot eredményezhet:
* ’0’-ás típusú statikus hazárd
* ’1’-es típusú statikus hazárd
Mikor beszélünk ‘0’ típusú statikus hazárdról?
Ha a specifikált hálózat kimenete a bemeneti változás ellenére alacsony logikai szinten (’0’) kell, hogy maradjon, de a
realizált hálózat - átmenetileg - egy magas, ’1’-es logikai szintű impulzust mutat.
Mikor beszélünk ‘1’ típusú hazárdokról?
Ha a specifikált hálózat kimenete a bemeneti változás ellenére magas logikai szinten (’1’) kell, hogy maradjon, de a realizált hálózat - átmenetileg - egy alacsony, ’0’-ás logikai szintű impulzust
mutat.
Lényegében a ‘0’ statikus hazárd ellenkezője
Hogyan szüntethető meg egy statikus hazárd?
A statikus hazárdok megszüntethetők ún. redundáns implikánsok bevezetésével.
Milyen más hazárdok jelenhetnek meg?
- Dinamikus
- Funkcionális
Mikor fordul elő a Dinamikus hazárd és hogyan javítható?
- Ha egy bemeneti-változó értékváltására a kimenetnek logikai értéket kell váltania, de ez egy átmeneti visszatérés kíséretében zajlik le.
- A dinamikus hazárd többszintű hálózatokban lép fel akkor, ha a hálózat valamely része nincs statikus hazárdoktól mentesítve
- A statikus hazárdokat kell
kiküszöbölni
Mikor fordul elő Funkcionális hazárd és hogyan javítható?
- Több bemeneti változó együttes változása a kimeneten nem
előírásszerű, többszörös szintváltást eredményezhet - Késleltetési manipulációkkal küszöbölhetők ki, de az a legjobb, ha a tranziensek továbbterjedését szinkronizációval megakadályozzuk.
Milyen digitális hálózati elem a multiplexer és a demultiplexer?
Olyan kombinációs hálózati elemek, amelyek egy digitális hálózatban adatutak kijelölését végzik.
Mit jelent és hogyan végezhető el egy multiplexer programozása?
A mintermes kanonikus alakban megadott függvény mintermjeit a címző (vezérlő) bemenetekre adott címek képviselik, és a megcímzett adatbemenetre rá kell kapcsolnunk az adott mintermhez tartozó logikai értéket.
A logikai konstansoknak a bemenetekre való kapcsolását tekinthetjük a
multiplexerek programozásának
Mit jelent a sorrendi hálózat fogalma?
A kimeneti kombináció nem csak a
pillanatnyi bemeneti kombinációtól függ, hanem a korábbi bemeneti kombinációktól,
sőt azok sorrendjétől is.
Mi a sorrendi hálózat típusai?
- Mealy-típusú sorrendi hálózatok:
* Mealy-típusú szinkron sorendi hálózatok
* Mealy-típusú aszinkron sorendi hálózatok - Moore-típusú sorrendi hálózatok:
* Moore-típusú szinkron sorendi hálózatok
* Moore-típusú aszinkron sorendi hálózatok
Mi a Mealy modell lényege?
Kimeneti kombinációira az
elsődleges változók és a szekunder változók is egyidejűleg hatnak
Mi a Moore-modell lényege?
Kimeneti kombinációira csak a
belső állapotok hatnak.
Milyen tárolóelemeket használnak sorrendi hálózatokban?
Hálózattípustól függően- mind szinkron, mind aszinkron tárolóelemeket használhatnak.
Szinkron tárolóelem: D-MS; JK-MS
Aszinkron tárolóelem: DG; SR
Mit jelent az átlátszóság fogalma a DG tároló esetében?
Aszinkron DG tároló -felépítéséből származó- hátránya, hogy a G=1 helyzetben a D-re
adott változások kijutnak a kimenetre. A G=1 helyzetben tehát a tároló a D-bemenet felől „átlátszó”. Kiküszöbölhető a master-slave elvel.
Mi a master-slave elv lényege?
Két tároló elemet kötünk sorba egymás után, és egy központi vezérlő jellel (órajel) ütemezzük a működését. A MS tároló működését tehát az órajel
két fázisra bontja: az első az adatbemenet mintavételezése és a mintavételezett érték
tárolása, miközben a kimenet változatlan, őrzi az utolsóként beállt értéket. A második
ütem a kimenetre a mintavételezett érték rákapcsolása és tárolása, miközben az adatbemenet változásai már hatástalanok maradnak
Hogyan kell értelmezni egy hálózat (vagy tároló) működését?
Az állapot táblasegítségével: a táblázatból kiolvasható hogy egy adott aktuális állapotból, egy adott
bemenő érték (vagy bitkombináció) hatására milyen következő állapotba kerül a
hálózat, mind a szekunder változó(k), mind a kimenet(ek) tekintetében.
Hogyan épül fel egy állapot tábla?
A táblázat bal szélső oszlopban felsoroljuk az aktuális kimeneti állapotokat, a többi
oszlopot pedig a bemeneti kombinációkkal jelöljük. Az összetett igazságtáblázatban szereplő, következő előírt állapotként megadott értékeket pedig bemásoljuk a táblázat megfelelő pontjaiba
Mi a vezérlési tábla és honnan származtatjuk?
- A vezérlési tábla tartalmazza -egy tároló szempontjából- az előírt (szekunder változó)
kimeneti értékek biztosításához szükséges tároló vezérlési kódokat. - A vezérlési táblát a tároló összetett igazságtáblázatából származtatjuk.
Milyen segédbemenetekkel rendelkezik egy tároló ?
A kezdeti állapot beállításának céljából kétféle segédbemenettel rendelkezhet egy
tároló:
* preset
* clear
Milyen célt szolgál a preset és clear segéd bemenet?
- Preset: “Pr” bemenet a funkcionális bemenetektől függetlenül logikai magas szintre állítja a tárolót.
- Clear: “Cl V Clr” a funkcionális bemenetektől függetlenül
logikai alacsony szintre állítja a tárólót
Avagy az ellenkezőjére
Ismertesse a Mealy- és Moore-modell alapján elvégzett szisztematikus tervezési módszer lépéseit!
- Állapot-átmeneti gráf felrajzolása.
- Előzetes szimbolikus állapottábla felvétele.
- Összevont szimbolikus állapottábla megszerkesztése.
- Kódolt állapottábla elkészítése.
- A specifikációra érvényes vezérlési tábla elkészítése (tárolók használata esetében).
- A szekunder változó(k) és a kimenet(ek) függvényeinek Karnaugh tábla segítségével
történő megadása. - Kezdeti állapotról történő gondoskodás.
- Realizáció logikai kapukkal (és tárolókkal).
Avagy ahogy a gyakorlati ZH-ban csinálnád.
Melyek az állapot összevonás feltételei?
Az előzetes állapottábla két állapotát nem kell megkülönböztetni, ezért azok
összevonhatók ha bemeneti kombinációnként megegyeznek a hozzájuk rendelt kimeneti kombinációk, és bemenő kombinációnként ugyanarra a következő állapotra vezetnek
Mikor a szimbolikus táblát vonjuk össze gyakorlatból.PL: a|b|c ->ac|b
Mi a szekunder változó szerepe? Mit jelent a kódolás, miért van rá szükség?
A másodlagos belső vagy szekunder változó(k) szerepe, hogy egy adott hálózat állapotai egymástól (bináris kódokkal) megkülönböztethetők legyenek. A megkülönböztetendő állapotokat egy szabadon választott kóddal kell ellátni.
Mit jelent a kezdeti állapot vizsgálata?
Egy digitális hálózat viselkedésének analizálását mindig az előírt kezdeti állapot
beállásának vizsgálatával kell kezdeni. Ez a korrekt, specifikáció szerinti működés feltétele.
Hogyan lehet beállítani a kezdeti állapotott a realizációban?
a PRESET és a CLEAR
segédbemenetek használatával lehet elvégezni:
egy adott tároló kimenete ’0’, a ’CLEAR’ bemenetre adunk egy kezdeti állapotba állító impulzust, és a ’PRESET’ bemenetet állandó ’0’-ba állítjuk. Ha pedig egy adott tárolót kezdeti állapotban ’1’-be kell állítani, akkor a ’PRESET kimenetre adunk impulzust, és a
’CLEAR’ bemenetre konstans ’0’-t.
Mit jelent az ’1’-es súlyú kódolás fogalma?
Az olyan kódolást, melyben csak egyetlen bit helyén szerepel ’1’-es érték (a többi ’0’)(bit per state)
Milyen feltételek mellet használjuk az 1-es súlyú kódolást?
szinkron hálózatok VLSI (Very Large Scale Integration) megvalósításakor gyakran igen gyorsan célravezető egy olyan állapotkód, amikor minden egyes szimbolikus állapothoz egy D–MS flip-flopot rendelünk. Ilyenkor ez a flipflop ’aktív’, vagyis ’1’-es kimeneti értékű. Ahhoz azonban, hogy az állapotokat meg is
különböztessük a hozzájuk rendelt kódszavakkal, éppen olyan hosszúságú (bitszámú) kódot kell alkalmazni, ahány állapotunk van.
Milyen előnye és hátránya van az ‘1’-es súlyú kódolásnak?
Előnye: Egyszerű tervezés
Hátránya: Olyan hosszúságú kódot kell alkalmazni, ahány állapot van.
Mit jelent a JK-MS flip-flop „kettes-osztó” funkciója?
Amennyiben a ’mester’ tároló beírása az órajel felfutó, a ’szolga’ beírása a lefutó élre történik, az órajel frekvenciája megfeleződik, azaz az így kapcsolt JK flip-flop az órajel frekvenciát 2-vel osztja.
Milyen be- és kimenetei vannak egy mod-m számlálónak?
Bemenetek:
* R: reset
* L:Load
* E: Enable
* CLK: Clock
* n: Bitvektor adatbemenetek
Kimenetek:
* q: Adatkimenetek
* CY: carry
Ez lényegében az ugrás lépés szar középső része a segédletben
Milyen tervezési lépésekkel lehet megvalósítani egy számláló alapú szinkron sorrendi hálózatot?
A tervezés lépései:
* ’lépések’(ENABLE) és ’ugrások’(LOAD) táblázatának felvétele
* kettős ugrás esetében az ugrás lekezelése segédtáblázat felvételének segítségével
* az alkalmazott multiplexerek programozása a táblázatok segítségével speciális
célarchitektúrában
Avagy az a szar táblázat még mindig az ugrás lépésből
