T6.3 Sekvensiell logikk

Question 1

• Sekvensiell logikk har

Answer 1

minne

Question 2

• Utverdien i sekvensiell logikk er avhengig av

Answer 2

innverdier og tilstanden til enheten

Question 3

• Hvordan implementerer man minne i sekvensiell logikk?

Answer 3

Ved å bruke utgangsverdiene til porter som inngangsverdiene - dette låser utgangsverdiene i en gitt tilstand

Question 4

• Alle minne elementer lagrer tilstand som vil si at

Answer 4

output fra ethvert minne element avhenger av både input og verdien som har blitt lagret i minne elementet

Question 5

• Alle logiske blokker som inneholder et minne element inneholder

Answer 5

tilstand og er sekvensielle

Question 6

• Den enkleste typen minne elementer er

Answer 6

uten klokke

Question 7

Hvordan oppfører en SR-lås seg?

Answer 7

Brukes til å holde på en enkelt bit tilstanden (0 eller 1). Den har to innganger:
S (Set): Setter utgangen til 1 når aktivert.
R (Reset): Setter utgangen til 0 når aktivert.

Question 8

Hva er forskjellen på en lås og en vippe?

Answer 8

Hvordan de reagerer på klokkesignalet

Question 9

Hvordan reagerer en lås på klokkesignalet?

Answer 9

Reagerer på input når klokkesignalet er høyt/lavt

Question 10

Hvordan reagerer en vippe på klokkesignalet?

Answer 10

På stigende / synkende klokkeflanke

Question 11

Hvordan oppfører en D-vippe seg?

Answer 11

Lagrer verdien til inputsignalet i sitt interne minne når klokkeflanken er høy/lav. Har to inputs og to outputs.

Question 12

Fordi input til D-vippen blir lagret på klokkeflanken, må den være gyldig i

Answer 12

et tidsrom før og etter klokkeflanken oppstår

Question 13

Setup time

Answer 13

minimumstiden der input til et minne element må være gyldig før klokkeflanken

Question 14

Hold time

Answer 14

minimumstiden der input til et minne element må være gyldig etter klokkeflanken

Question 15

Et n-bit register kan lages med

Answer 15

n D-vipper

Question 16

Registerfilen inneholder

Answer 16

• 32 bit registre
• Logikk for å skrive og lese disse registrene

Question 17

Hvorfor trenger man kun å gi et register nummer som input?

Answer 17

Fordi lesing av et register ikke endrer noen tilstand

Question 18

Hvordan implementeres lesing i registerfilen?

Answer 18

Med to store multipleksere - slik at man kan lese to registre samtidig

Question 19

Hva trengs for å skrive til et register?

Answer 19

• Et register tall
• Dataen som skal skrives
• En klokke som kontrollerer skrivingen til registeret

Question 20

Man bruker en … til å sette ett signal per registernummer

Answer 20

dekoder

Question 21

Når skriver man til et register?

Answer 21

Når signalet til registeret, kontrollsignalet “Write” er satt og vi har stigende/synkende klokkeflanke

Question 22

Hva er en tilstandsmaskin?

Answer 22

Et verktøy for å beskrive sekvensielle systemer

Question 23

Hva er en tilstandsmaskin (detaljert def.)?

Answer 23

En funksjon av sekvensiell logikk som består av ett sett med inputs og outputs, en neste-tilstands funksjon som mapper den nåværende tilstanden og inputs for en ny tilstand, og en output funksjon som mapper den nåværende tilstanden og muligens inputs for et set med “asserted” outputs

Question 24

Tilstandsmaskinene vi ser på er

Answer 24

synkrone - tilstanden endres med klokkesykelen, og en ny tilstand regnes ut hver klokkesykel

Question 25

Hva er funksjonen til klokkesignalet i en datamaskin?

Answer 25

Fungerer som en tidsstyring som synkroniserer operasjonene til alle komponentene.

Question 26

• Nivå-sensitiv klokking

Answer 26

En timings metodologi der hvor tilstandsendringer skjer når det enten er høyt eller lavt klokkesignalnivå, men som ikke er umiddelbare slik som i klokkeflanke design

Question 27

• Hva er race?

Answer 27

Når innholdet til et tilstandselement avhenger av den relative farten til forskjellige logiske elementer

Question 28

Asynkront input kan føre til

Answer 28

metastabilitet

Question 29

• Metastabilitet

Answer 29

En situasjon som oppstår når et signal blir samplet når det er ustabilt for det krevde set up’et og hold tidene, og muligens forårsaker at den samplede verdier faller i den uavgjorte regionen mellom høy og lav verdi

Question 30

• Hva kan metastabilitet føre til?

Answer 30

Synkroniseringsfeil

Question 31

• Synkroniseringsfeil

Answer 31

En situasjon der en vippe går inn i en metastabil tilstand og hvor noen logiske blokker leser output fra vippen som 0, og noen som 1

Question 32

• Hvordan kan man unngå synkroniseringsfeil?

Answer 32

Vha. sikring av setup, et rent synkront system og at hold tider alltid imøtekommes

Question 33

D-vipper krever at signalet er

Answer 33

stabilt rundt klokkeflanken

Question 34

I et system der man bruker stigende klokkeflanke må klokkeperioden være minst så stor som summen av

Answer 34

• Tiden det tar for et signal å propagere gjennom en vippe
• Den lengste forsinkelsen for enhver kombinatorisk logikk
• Tiden før den stigende klokkeflanken som input på vippen må være gyldig for
• Differansen mellom absolutt tid mellom tidene det tar for to tilstands elementer å “se” en klokkeflanke

Question 35

Hva er de to nedsidene med klokkeflanke designet?

Answer 35

• Krever ekstra logikk
• Kan være saktere

Question 36

Hva er kritisk sti?

Answer 36

Den lengste signalveien

Question 37

Forsinkelsen på kritisk sti begrenser

Answer 37

klokkefrekvensen