'HOWHQWDPHQ 6\VWHPNRQVWUXNWLRQ

Transkript

1 'HOWHQWDPHQ 6\VWHPNRQVWUXNWLRQ / VQLQJDURFKNRPPHQWDUHU Program: Elektroteknik, mikrodatorsystem Datum: Tid: 8:00-9:30 Lokal E448 Hjälpmedel: Bilagor: Examinator: Miniräknare, linjal Datablad för 74HC165 och 74HC595, instruktionsuppsättning för PIC16F84 Bengt Magnhagen 8SSJLIWHUQDL'HO$UHGRYLVDVGLUHNWLIUnJHEODGHWXSSJLIWHUQDL'HO%SnVHSDUDW SDSSHU'HO%NUlYHUIXOOVWlQGLJDO VQLQJDU 0D[SRlQJ 1 (7)

2 7HQWDPHQVIUnJRU'HO$ 1. Nämn tre förbindningstekniker numrerade efter tillförlitlighet (bäst sist). (1 p) a) Lödning b) Bondning c) Internt på chips 2. Vad betyder ordet VWUXNWXU? Ge exempel på en struktur i samband med elektronikkonstruktioner. (1 p) Ordning och relationer mellan delarna i en helhet Ett kretsschema utgör en struktur, liksom ett kretskort. 3. Vad är alternativet, vid början av ett konstruktionsuppdrag, till osystematisk sammankoppling av lämpligt valda komponenter? (1 p) Konstruktionsuppdraget sker hela tiden med utgångspunkt från den övergripande funktionen som ska realiseras. 4. Lista de aktiviteter som ingår i ett komplett konstruktionsarbete, med kommentarer om vad som ingår i respektive aktivitet. (1 p) Specificera (börja med kravspecifikation) Syntetisera (sätta ihop, dvs ingenjörsarbete) Analysera (ta isär, dvs granska förslaget) Modifiera (modifiera med avseende på bl a granskning) Implementera (sätt samman underenheter till totalsystem) Verifiera (bekräfta överensstämmelse med kravspecifikation) Validera (bekräfta överensstämmelse med kravspec och verkligheten) Dokumentera (komplett beskrivning av konstruktionen) 5. Vad är definitionen på ett NRPELQDWRULVNWQlW? Exemplifiera. (1 p) Ett kombinatoriskt nät innehåller inga d-element ( minnesvippor ) och inga återkopplingsslingor. 2 (7)

3 AND OR AND Exempel på ett kombinatoriskt nät 6. I samband med kundanpassade kretsar talas om,3. Vad är IP för ett begrepp? Ge ett exempel på en IP. Var kommer de ifrån? (1 p) IP står för Intelligent Property. Med detta avses en konstruktion som någon äger, men också är villig att sälja. IP n kan vara en VHDL-beskrivning av en CPU eller en layout av en UART, som kan användas som ett konstruktionselement i din ASIC. ARM-processorn är ett exempel. Det finns en marknad exempelvis på Internet. Men även i allmän annonsering kan det finnas företag som säljer IP. 7. Beskriv skillnaden mellan en GHVLJQVSHFLILNDWLRQ och en NUDYVSHFLILNDWLRQ. (1 p) Kravspecifikationen svarar på frågan VAD ska göras? Designspecifikationen svarar på frågan HUR blev det? 8. Varför är VHDL ett så bra VSHFLILNDWLRQVVSUnN? (1 p) a) Det är ursprungligen framtaget för att specificera elektronikkonstruktioner. b) Det kan beskriva olika nivåer och dessutom blanda dessa nivåbeskrivningar. Högsta nivån är Beteendenivå och lägsta nivå är Logiknivån. c) Det kan bearbetas av datorprogram (kontroll av semantic, simulering etc) 3 (7)

4 9. Nedan visas en enchipsdator, PIC16F84. Ur datablad ser vi att port A har följande egenskaper: Processorn ska från port A:4 driva ett relä vars spole kräver min 4,5 volt, 80 ma. Komplettera schemat med relä och eventuella andra komponenter. Reläet ska aktiveras vid en 1:a på processorpinnen. Eventuella transistorer antas ha 200 ggr förstärkning. Minimera antalet komponenter. Komponentvärden ska anges. (2 p) 10. Rita en relädrivare enligt ovan, men med den skillnaden att reläet drar vid 0:a. Endast en transistor får och ska användas. Komponentvärden ska anges. (1 p) 4 (7)

5 11. Någon berättar för dig att enchipsdatorns (vilken som helst) PORT A ligger på adress 5, programmets startadress på adress 0 och resetvektorn på adress 4. Går det utifrån detta dra några slutsatser om huruvida processorarkitekturen är av typen Harvard eller von Neumann? Motivering krävs. (1 p) Port A är ett register, men startadressen och resetvektorn ligger i programminnet. Då dessa uppenbarligen ligger i samma adressområde måste arkitekturen var av Harvardtyp, eftersom program och dataminnet då är separerade. Dessa kan därmed börja på t ex adress 0 båda två. 12. På nästa sida i tentamensbladet finns ett assemblerprogram till PIC-processorn. Antag att denna är klockad med 4 MHz, vilket ger en cykeltid på 1 µs. Programmet ska läsas som det är, även om programmeraren kan verka förvirrad. Fyll i de tomma raderna nedan. (2 p) Port B:0 kommer att oscillera med frekvensen 33 khz. Då Port B = 3 kommer TEMP innehålla talet 0. Main tar 15 cykler att exekvera (se kod). Port B togglar således var 15:e µs, vilket ger en periodtid på 30 µs = 33, khz 1 adderas till TEMP varje gång DELAY körs, men resultatet sparas i Working Register (W), så ursprungsvärdet 0 behålls för evigt. 5 (7)

6 ;*** Programinfo *** ; Tentamensuppgift, Systemkonstruktion -99 ; Anders Arvidsson, nov -99 LIST P=PIC16F84 include "P16F84.INC" ;* RAM * DCNT EQU 0x0C ;Delaycount TEMP EQU 0x0D ;Diverse aktuellt ;* PROGRAMMINNET * ORG 0x00 ;RESETVEKTOR GOTO START ORG 0x04 ;INTERRUPTVEKTOR RETFIE ;****** INIT ********************************************************** START CLRF PORTB CLRF TEMP ;TEMP = 0 ;*** Sätter upp portar BSF STATUS,RP0 ;!BYTER BANK! MOVLW 0x0 ;PORTB ut MOVWF TRISB BCF STATUS,RP0 ;!BYT TILL BANK NOLL! ;****** MAIN ********************************************************** ;*** Oscillator MAIN CALL DELAY ;2 c Vänta en stund INCF PORTB,F ;1 c GOTO MAIN ;2 c ;* SUBRUTINER * ;*** Vänterutiner DELAY MOVLW 0x02 ;1 c MOVWF DCNT ;1 c LOOP DECFSZ DCNT,F ;1 c + 2 c GOTO LOOP ;2 c INCF TEMP,W ;1 c TEMP påverkas inte RETURN ;2 c END 6 (7)

7 'HO% 13. En byte parallell data ska överföras seriellt enligt nedanstående schema. Rita ett tidsdiagram över de namngivna signalerna för att åstadkomma detta. Visa även vid vilken tidpunkt indata läses respektive utdata finns tillgänglig efter 74HC595:an. (2 p) * Data läses på porten. H ligger på QH. ** HC595 skiftar in H, medan HC165 skiftar ut G. *** HC595 lägger ut data på porten. 7 (7)