Pregunta 2 · Fonaments dels Computadors UAB 2018

Pregunta 2 (10 puntos). Diseño de registro multifunción de 3 bits

Se desea diseñar un registro de 3 bits ($q_2, q_1, q_0$) que satisfaga las siguientes especificaciones:

Dispone de una entrada de carga serie IN-SERIE y tres salidas en paralelo OUT2, OUT1, OUT0.

Incorpora una entrada INIT que, al activarse, provoca la inicialización asíncrona del registro al valor binario $011_2$.

Cuenta con una señal de habilitación de salidas OE (Output Enable) que controla las salidas en paralelo mediante búferes triestado.

Dispone de una salida indicadora val6 que se activa con nivel alto ('1') únicamente cuando el registro almacena el valor binario $110_2$ (el número 6 en decimal).

La operación síncrona del registro se gobierna mediante dos líneas de selección, $z_1$ y $z_0$, conforme a la siguiente tabla de modos de operación:

$z_1$

$z_0$

Función

0

0

Inicialización síncrona al valor 100

0

1

División entera por 2 (desplazamiento a la derecha con entrada de un '0' por el MSB)

1

0

Desplazamiento de un bit a la izquierda. El biestable de menor peso carga el valor procedente de la entrada IN-SERIE

1

1

Inversión bit a bit (complemento a 1) del contenido actual del registro

1.

Estructura y lógica de entrada a los biestables: se emplea para cada biestable un multiplexor 4 a 1 gobernado por $z_1 z_0$. Indica el valor o señal conectado a cada canal de entrada de los MUX: [6 puntos]

Canal ($z_1 z_0$)

$D_2$ (MSB, $FF_2$)

$D_1$ ($FF_1$)

$D_0$ (LSB, $FF_0$)

Canal 0 (00)

Canal 1 (01)

Canal 2 (10)

Canal 3 (11)

2.

Inicialización asíncrona al valor $011_2$: ¿A qué entradas asíncronas de los biestables (Set / Reset) se conecta la señal INIT ? [1 punto]

3.

Salidas con tercer estado (OE): Describe la conexión y ecuación lógica de las salidas $OUT_i$ con respecto a $q_i$ y la señal de habilitación $OE$. [2 puntos]

4.

Circuito detector de valor 6 ( val6): Escribe la ecuación lógica booleana de la salida val6 en función del contenido del registro ($q_2, q_1, q_0$). [1 punto]