Igual ao teste A A2 A1 A0!(!A2A1A0) MUX D0 A A A A. A. A

Teste-2 –ESEMB ( 15/6/2016)- 2horas nº=_______nome:___________ I- Pretende-se construir um circuito de

detecção de mudança de nível do sinal. O circuito para a sua implementação toma como base a máquina de estados de Mealy que, na linguagem Verilog, é descrita pelo módulo que se indica.

a) Trace o correspondente diagrama de estados.

(1.5)

b) Trace o andamento de P e do estado state. (1.5)

c) Qual a frequência mínima admissível para um sinal de relógio de um controlador de VGA com resolução 640x480, 60frames/s e com 154 pixeis inactivos por linha e 48 linhas inactivas por écran. (1.5)

Igual ao teste A

II-Considere uma EEPROM de 3 entradas construída com 2 planos NOR-NOR.

a) Assinale as ligações NOR do 2º plano para os endereços e conteúdos indicados na tabela. (1.5)

Endereço Conteúdo

 

 

b) Qual a função booleana realizada por D0? Represente a LUT de 3 entradas, com inclusão dos valores registados na respectiva RAM, que sintetizariam essa função. (1.5) 1 0 2 2 1 0 0 . . D  A A A A A A A2 A1 A0 !(!A2A1A0) 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

module button( input reset,L,clk,output P); localparam S0=0, S1=1;

reg state, next_state;

always @(posedge clk, posedge reset) begin if (reset) state=S0; else state=next_state; end always @* begin next_state=state; case(state) S0: if(L) next_state=S1; S1: if(!L) next_state=S0; endcase end assign P=(state==S0)&L; endmodule A2 A1 A0 D 3 D2 D1 D0 VDD VDD 1 1 1 0 1 1 1 1 A2 A1 MUX D0 A0

c) Na figura, a célula de memória DRAM está carregada com o estado lógico 1. A tensão de alimentação do circuito é VDD=5V.O transístor usado tem a tensão de limiar Vt=0,8V. Sendo os condensadores CM= 250fF e CB=1pF e estando este último supostamente descarregado, que valor deverá ter a tensão em CM após a realização da leitura da célula com esse endereço. (1.5)

Com a linha de bit com VDD=5V e o endereçamento da célula CM, o condensador ficará carregado com VCM

=VDD-Vt=4,2V.

A carga no Mos será dada por

M CM

QC V

Na leitura, a carga total deverá ser distribuída pelos dois condensadores .

A associação dos dois condensadores Ceq=CB+CM, submetidos à tensão comum VB, terá uma carga dada por

( _{B M}) _{B M CM} Q C C V C V Resultando para VB 15 15 12 250 10 4, 2 0,84 250 10 1 10 M CM C VB V V Cb CM           

III- Na figura, o módulo gerador de PWM analógico controla o valor médio da tensão de saída v0.

a) Para ter v _o 10V determine o duty cycle do sinal do voPWM, a duração da largura de impulso e o valor de controlo vxin. (1.5) 0 10 12 20,8 ; 10 / 12 0.833 83,3% 1 / 40 on DD DD sw t ton v DV V V V ton s D t kHz            max 3, 3 2,75V in on in saw vx t D vx D v t      Vxin t Vmax=3.3V f=40kHz Vsaw + -VDD=12V SW 1 0 VoPWM Módulo PWM V0 #include "p30f6012A.h"

void initpwm(void) { // configure PWM on //OC1 (RD0)

T2CONbits.TCKPS = 0b00; // prescale by 1 PR2 = ---; // set period

OC1RS = ---; // set pulse width

OC1CONbits.OCM = 0b110; // set output //compare 1 module to PWM mode

T2CONbits.ON = 1; // turn on timer 2

OC1CONbits.ON = 1; // turn on PWM module } CB bit endereço C_M I0

b) Preencha os espaços da função de inicialização escrita em linguagem C, de modo que no pino RD0 o sinal de tensão tenha as mesmas características de voPWM. Supõe-se que a frequência do ciclo de instrução é fcy=16MHz. Determine também a resolução desse módulo digital. (1.5)

TPWM=PR2 Tcy prescale→ 6 6 3 1 1 16 10 2 16 1 2 400 40 20 10 40 10 fcy PR PR kHz fpwm           1 2 400 0,833 333 OC RSPR  D   Resolução=log2(500)= 8,9658

IV - A figura representa o diagrama de Bode de um dado filtro Butterworth

a) Escreva, em função da frequência normalizada a expressão geral da amplitude da resposta em frequência |H| e calcule o correspondente valor quando f=60kHz. (1.5)

Passa-baixo, ordem n=4 (cai a 80dB/década=20xn/década)

2 8 50kHz ₈ -8 1 = =1kHz 1 1 1 1 60 1 1 7,7 10 ou -142 c n c f H f f H dB             _{ }   Método alternativo 10 80 142 60 1 log 1 dB x x dB kHz década kHz           

b) Supondo que à entrada do filtro o sinal vI(t) é da forma: ( ) 100cos(2 400 ) 100cos(2 6000 ) ( )

I

v t 





Indique a expressão para a tensão de saída. (1.5)

Para 300 Hz e 4000Hz a função de transferência introduz as atenuações |H1|dB=0dB e

|H2|dB=-60dB a que corresponde |H1|=1 e |H2|= 0.001 e também introduz as desfasagens

=-45º e =-320º. Logo 1 1 2 2 ( ) 100 cos(2 * *300 ) 100 cos(2 * * 4000 ) ( ) O v t   H  t   H  t mV

portanto: v t_O( ) 100cos(2* *300  t60º ) 0,1cos(2* *4000  t340º ) (mV).

V - Conhecendo o posicionamento do pólo de um filtro passa-baixo de 1ª ordem normalizado como H(S)=1/(1+S)

a) Obtenha a função de transferência de filtro passa-alto com a frequência de corte 2000Hz. (1.5) _frequência 100Hz 1.0KHz 10KHz -100 -50 0 |H| dB -400º -200º -0º 

( ) 1 ( ) 1 O I V S H V S S    0 0 ₀ 1 0 1 1 ( ) 1 1 4000 2 2000 b S s s H s S s s s s rad s             _     

b) Para a frequência de amostragem fs=3000Hz, a função de transferência do filtro digital IIR, obtido por transformação bilinear do protótipo analógico dado em a), é

1 1 ( ) 2 z H z    .

Qual o valor da amplitude da resposta em frequência desse filtro, ( j )

H e  , quando a frequência do sinal de entrada é 500Hz, sendo  a frequência normalizada= /fs com =2f . (1.5) 2 500 3000 4 1 cos sin 1 1 1 _{3 3} ( ) 2 2 2 2 j j j j j e e e H e          _  _  _  _   2 2 1 cos sin 3 3 ( ) 0,5 2 j H e     _  _      

c) Supondo que um filtro rejeita banda centrado na frequência 50Hz era implementado por média móvel de duas amostras:

1- Escreva a equação às diferenças que lhe corresponderia, quando a frequência de amostragem fosse 500Hz. (1) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 jk x n x n k X X e y n Y             (atraso no

tempo traduz na multiplicação do espectro por e jk ) , resultando -k ( ) 1 1+z ( ) H(z)= X( ) 2 2 jk Y e H         

Para se determinar k, notar que 2 ( ) 1 ( ) cos X( ) 2 2 k jk j Y e k H e    _         _{ }

   deverá anular-se quando

2 2 2 k Ts k  _  _ implicando 500 = / k= = 5 2 2 2 2 2 50 k Ts fs k k f fs f  _  _  _{  } 

A função H(z) será então

-5 1+z H(z)=





2- Determine o valor actual da saída, quando o valor mais recente da entrada x é o que se indica no “buffer” circular da figura. (1)

( ) (0) ( ) (1) ( 4) 0,5 24 0,5 21 22.5 y n h x n h x n      Índice ₀ x ( ) ₂₂ 1 24 2 23 3 21 4 25 5 23 6 27 +recente +antigo