3.5 Computersysteme I, Synthese von Schaltwerken

David Bratschke
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Informatik (Computersysteme I) Flashcards on 3.5 Computersysteme I, Synthese von Schaltwerken, created by David Bratschke on 10/30/2017.

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David Bratschke
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Question Answer
Was ist die Aufgabenstellung bei der "Synthese eines Schaltwerkes"? Aus einer (häufig verbal) gegebenen Aufgabenstellung ein Schaltwerk zu entwerfen
Nenne die ersten drei Schritte, die man beim Entwurf eines Schaltwerkes vornehmen sollte. Festlegen von: - Zustandsmenge u. Anfangszustand - Ein- u. Ausgangsvariablen Erstellung des: Zustandsgraphen
Nenne die nachfolgenden vier Schritte nach Erstellung des Zustandsgraphen zur Synthese eines Schaltwerkes. - Aufstellen der Zustandstabelle - DNF (bzw. KNF) herleiten - Minimierung der Übergangs- u. Ausgabefunktion - Zeichnen des Schaltplans
Wie erstellt man aus Zustandstabelle, Übergangs- und Ausgangsfunktion einen Schaltplan? - Übertragen der Schaltfunktionen in ein Schaltnetz - Verbindungen mit den Flipflops herstellen - Kennzeichnen von Zustands- und Folgezustandsvektor
Wann sind zwei Schaltwerke bezüglich ihres Verhaltens äquivalent? Wenn sie bei gleicher Folge von Eingabevektoren angesteuert, die gleiche Folge von Ausgangsvektoren liefern
Wie kann man im Rahmen der Zustandsminimierung redundante Zustände erkennen? Dazu muss man die Äquivalenz zweier bzw. mehrerer Zustände prüfen.
Wann sind zwei Zustände eines Schaltwerkes äquivalent? wenn sie: - das gleiche Ausgabeverhalten haben und - für alle Eingabevektoren äquivalente Folgezustände einnehmen
Wie ist die Äquivalenzrelation zweier Zustände \( z_i\) , \( z_j\) definiert? Wenn \( f(x,z_i) = f(x,z_j)) \) und \( g(x,z_i) ≡ g(x,z_j)) \)
Ergänze: Wenn die Übergangsfunktion zweier Zustände äquivalent ist, dann ...? sind die Folgezustände gleich
Wann sind zwei Zustände nicht äquivalent? (rekursive Definition) wenn nach r-facher Anwendung der Gleichung \( g(x,z_i) ≡ g(x,z_j)) \) d.h. ∀x(z+i ≡ z+j) eine Nicht-Äquivalenz durch Verletzung der Gleichung: ∀x \((f(x,z_i) = f(x,z_j))\) eintritt
Was ist der erste Schritt zum Minimieren redundanter Zustände in einem Schaltwerk? Erstellen einer Tabelle aller Zustandspaare (links), deren Ausgabe gleich ist , mit den dazu gehörenden Folgezustandspaaren (rechts)
Welche Folgezustandspaare brauchen beim ersten Schritt zum Finden äquivalenter Zustände gar nicht erst übernommen werden? Die Folgezustandspaare, die in der gleichen Zeile auch Ausgangszustandspaar sind
Was ist der zweite Schritt zur Zustands-Minimierung eines Schaltwerks? Streichen der Folgezustandspaare (rechts), die nicht als Ausgangszustandspaar (links) vorhanden sind.
Was ist der dritte Schritt zur Zustandsminimierung eines Schaltwerkes? Wiederholung des zweiten Schrittes bis keine weiteren Streichungen mehr möglich sind.
Wie stehen die Zustandspaare, die nach dem Algorithmus zur Zustandsminimierung in der Tabelle übrig bleiben zueinander in Relation? Diese sind äquivalent
Wie kann man die übriggebliebenen Zustandspaare bei der Zustandsminimierung eines Schaltwerks miteinander vereinigen? man kann pro äquivalenten Zustandspaar je einen Zustand mit dem jeweils anderen Zustand vereinigen.
Welche zwei Formen zur Codierung des Zustandes eines Schaltwerkes gibt es? die unäre ("Hot-One") Codierung und die binäre Codierung
Was kennzeichnet die Hot-One-Codierung von Zuständen? Es gibt für jeden Zustand einen Flipflop
Was ist eine binäre Zustandscodierung? Eine Codierung der Zustände bei dem jedem Zustand ein Binärwort zugeordnet ist. Somit werden nur \( log_2 \) n Flipflops benötigt.
Was ist ein Gray-Code? Ein binär Code bei dem sich zwei aufeinanderfolgende Codewörter nur um ein Bit unterscheiden
Welchen Vorteil bietet der Gray-Code gegenüber einem "normalen" Binärcode? Die Übergänge zwischen zwei benachbarten Codes sind eindeutiger. Ungewollte Zwischenzustände und kurzzeitig falsch empfangene Werte werden so minimiert