ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ NĂM HỌC 15-16 Môn: thiết kế vi mạch với HDL Mã môn học: DSIC330563 Đề số/Mã đề: 01 Đề thi có trang Thời gian: 90 phút Không phép sử dụng tài liệu KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ĐTCN - Sinh viên chọn làm câu sau đây: (3đ) a Hãy mô tả mạch chuyển đổi từ số nhị phân 16 bits thành mã Gray 16 bits ngược lại sử dụng VHDL Mạch có ngõ vào A 16 bits, ngõ Q 16 bits, ngõ điều khiển M bit Khi M = ‘0’ mạch chuyển từ mã nhị phần sang mã Gray Khi M = ‘1’ mạch chuyển từ mã Gray sang mã nhị phân (1.5đ) b Hãy thiết kế mơ tả VHDL mạch nhân có ngõ vào A, B bits ngõ Q 16 bits (1.5đ) c Hãy vẽ mạch đếm lên đồng bits sử dụng flip-flop T số cổng logic cần thiết, sau mơ tả mạch đếm VHDL Mạch đếm có ngõ vào: CK (cạnh lên), Reset Enable tích cực mức cao (1.5đ) d Hãy mơ tả mạch tìm giá trị nhỏ lớn giá trị a, b, c, d, e VHDL sử dụng hình thức mơ tả PROCESS Mạch có ngõ vào 64 bits (a, b, c, d, e) ngõ 64 bits q_min, q_max để chứa giá trị nhỏ lớn (1.5đ) e Hãy thiết kế mô tả VHDL mạch đếm vòng bits có chiều thay đổi Mạch có ngõ vào CK tác động cạnh xuống, Reset Enable tích cực mức thấp, Direction Khi Direction = ‘0’ ‘1’ liệu bits ( gồm MỘT bit ‘1’ BẢY bit ‘0’) tương ứng xoay trái xoay phải (1.5đ) **Lưu ý: Sinh viên phải viết đầy đủ thành phần tập tin VHDL cho câu trả lời Câu 2: Cho mạch ALU đơn giản có chức mô tả bảng trạng thái sau đây: (3đ) Câu 1: CTRL(1:0) 00 01 10 11 Q(63:0) + + − − Trong đó: CTRL(1:0) ngõ vào điều khiển có bits; Q(63:0) ngõ ra; A, B, C, D ngõ vào số hạng ALU có 64 bits a Hãy mơ tả mạch ALU VHDL cho dùng HAI mạch cộng, HAI mạch trừ Vẽ lại sơ đồ khái niệm mô tả (1đ) b Hãy vẽ lại sơ đồ khái niệm câu a cho dùng MỘT mạch cộng Mô tả lại sơ đồ khái niệm VHDL (1đ) c Tính tốn tài ngun thời gian trể cho mạch thiết kế câu a câu b, sau rút kết luận độ tối ưu mạch câu b (1đ) Câu 3: Sinh viên chọn làm câu sau đây: (3đ) a Hãy thiết kế mạch đếm BCD (giá trị đếm bao gồm giá trị từ đến 9) có sơ đồ khối bảng trạng thái hình vẽ bên dưới: R 0 0 - E 1 L 0 0 CK ↑ ↑ - UD - _ 0000 _ _ _ _ +1 −1 Mô tả mạch đếm VHDL sử dụng cấu trúc thành phần (mạch tổ hợp ngõ vào, mạch cập nhật trạng thái flip-flop D, mạch tổ hợp ngõ ra); (2đ) Số hiệu: BM1/QT-K.ĐĐT-RĐTV/00 Ngày hiệu lực: 22/09/2008 Trang: 1/1 - Vẽ sơ đồ khái niệm chương trình VHDL vừa viết; (0.5đ) Mở rộng đếm có thêm chân ngõ MAX MAX bẳng ‘1’ ngõ Q_OUT đạt giá trị cực đại (0.5đ) b Hãy thiết kế mạch đếm đèn giao thơng có trụ, trụ có đèn Xanh, Vàng, Đỏ; Có khả chọn chế độ hoạt động công tắc Chế độ hoạt động thứ hoạt động bình thường, chế độ thứ sáng đèn vàng trụ Khi hai trụ đèn hoạt động bình thường, thời gian sáng đèn Xanh 20s, thời gian sáng đèn Vàng 5s, thời gian sáng đèn Đỏ 25s Sơ đồ khối bảng trạng thái cho bên dưới: R CK E ↑ 0 ↑ ↑ MODE Hoạt động Xanh 1, đỏ Ngõ không thay đổi Đèn hoạt động bình thường Hai trụ sáng đèn vàng u cầu: - Thiết kế mơ hình máy trạng thái mô tả hoạt động hệ thống theo bảng trạng thái trên; (1đ) - Vẽ mơ hình mạch thành phần mơ hình máy trạng thái vừa thiết kế; (1đ) - Mơ tả lại mơ hình mạch vừa thiết kế VHDL (1đ) Câu 4: Sinh viên phép sử dụng tiếng Anh để trả lời câu hỏi sau (1đ) Write down the brief comparisons of Signals, Variables, and Constants in VHDL **Bảng liệu tài nguyên thời gian trễ cho bảng bên Cán coi thi khơng giải thích đề thi, cho đề thi vào túi thi để chấm Chuẩn đầu học phần (về kiến thức) Nội dung kiểm tra [G 1.2]: Có khả tính toán vấn đề thời gian Câu [G 2.1]: Có khả phân tích chia sẻ tốn tử Câu 2, Câu [G 2.2]: Có khả phân biệt mạch đồng không đồng Câu [G 3.3]: Đọc hiểu trình bày ý tưởng tiếng Anh Câu [G 4.1]: Có khả phân tích tính tốn hiệu suất cải tiến Câu [G 4.2]: Có khả thiết kế mạch tuần tự: mạch đếm Câu Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2015 Thông qua môn Số hiệu: BM1/QT-K.ĐĐT-RĐTV/00 Ngày hiệu lực: 22/09/2008 Trang: 2/1 ... cải tiến Câu [G 4.2]: Có khả thiết kế mạch tuần tự: mạch đếm Câu Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2 015 Thơng qua môn Số hiệu: BM1/QT-K.ĐĐT-RĐTV/00 Ngày hiệu lực: 22/09/2008 Trang: 2/1 ... đèn Vàng 5s, thời gian sáng đèn Đỏ 25s Sơ đồ khối bảng trạng thái cho bên dưới: R CK E ↑ 0 ↑ ↑ MODE Hoạt động Xanh 1, đỏ Ngõ khơng thay đổi Đèn hoạt động bình thường Hai trụ sáng đèn vàng Yêu cầu: