Pregunta 4 · Fonaments dels Computadors UAB 2022

Tema: Registros, contadores y memorias: detección y generación de secuencias · Del examen Examen Parcial Bloque 2 (Turno de Tarde) - Curso 2022-2023 (2022)

Enunciado

Pregunta 4 (2,5 puntos). Registro de desplazamiento con carga paralela y lógica de control

Dado el registro de desplazamiento de 6 bits de la figura:

Se observa que cuando la señal de control Load/shift está a 0 se realiza la carga paralela del bus de entrada in[5..0]in[5..0], mientras que cuando está a 1 opera en modo desplazamiento insertando un '1' por el bit más significativo (q5q_5). Además, nótese que los tres biestables inferiores (q2,q1,q0q_2, q_1, q_0) reciben la salida invertida (Q‾\overline{Q}) de la etapa precedente.

a)

Completa el cronograma indicando el valor binario que toma la salida output=[q5,q4,q3,q2,q1,q0]output = [q_5, q_4, q_3, q_2, q_1, q_0] (en 6 bits) a lo largo de los 9 ciclos de reloj posteriores a la desactivación del reset:

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 4

Ciclo 5

Ciclo 6

Ciclo 7

Ciclo 8

Ciclo 9

b)

Describe y dibuja las modificaciones mínimas necesarias en el circuito para incluir una señal de inicialización asíncrona INIT activa a nivel alto que, en lugar de borrar el registro, fije el valor decimal 45 como estado inicial.

c)

Diseña y dibuja el circuito combinacional adicional que permita generar una señal de salida de un bit denominada ALARMA, la cual debe activarse cuando el registro presente a la salida los valores decimales 33 o 10.

Enunciado: Pregunta 4 · Fonaments dels Computadors UAB 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 1

Solución: 101001

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 2

Solución: 110011

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 3

Solución: 111110

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 4

Solución: 111000

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 5

Solución: 111011

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 6

Solución: 000000

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 7

Solución: 100111

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 8

Solución: 110100

a) Salida [q5..q0] en Ciclo 9

Solución: 111101

b) Describe y dibuja las modificaciones mínimas necesarias en el circuito para incluir una señal de inicialización asíncrona INIT activa a nivel alto que, en lugar de borrar el registro, fije el valor decimal 45 como estado inicial.

Solución: El valor 45 en binario de 6 bits es 4510=101101245_{10} = 101101_2 (q5=1,q4=0,q3=1,q2=1,q1=0,q0=1q_5=1, q_4=0, q_3=1, q_2=1, q_1=0, q_0=1). Conectar INIT a Set en q5, q3, q2, q0; y a Reset en q4, q1. Las restantes entradas asíncronas a masa ('0').

c) Diseña y dibuja el circuito combinacional adicional que permita generar una señal de salida de un bit denominada ALARMA, la cual debe activarse cuando el registro presente a la salida los valores decimales 33 o 10.

Solución: ALARMA = q5·q4'·q3'·q2'·q1'·q0 + q5'·q4'·q3·q2'·q1·q0' / ALARMA = (q5·/q4·/q3·/q2·/q1·q0) + (/q5·/q4·q3·/q2·q1·/q0)

b y c) Esquemas y diagramas dibujados

Solución: b) Esquema modificado: Conexión de la línea INIT a las entradas Set de q5,q3,q2,q0q_5, q_3, q_2, q_0 y a Reset de q4,q1q_4, q_1. Las entradas Set de q4,q1q_4, q_1 y Reset de q5,q3,q2,q0q_5, q_3, q_2, q_0 conectadas a '0' (tierra). c) Circuito combinacional detector: Dos puertas AND de 6 entradas alimentadas por las líneas directas e invertidas de q5..q0q_5..q_0, con salidas a una puerta OR de 2 entradas para la señal ALARMA.

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