Kobinasyonel Devreler
- Transistör nedir? Bir kaç cümle ile açıklayınız.
- Aşağıda örnek verilen bir transistörün “Base”, “Emitter”, “Collector” pinleri ne için kullanılmaktadır?
- Aşağıda NAND kapısının şeması verilmiştir. A ve B isminde iki giriş alıp, Out isminde bir çıkış vermektedir. NAND fonksiyonu Out = !(A & B) şeklinde ifade edilebilir.
Aşağıda verilen şekilde ise, NAND kapısının girişine sadece tek bir giriş bağlanmıştır. A isimli giriş ile Out çıkışını doğruluk tablosunu çiziniz (A’nın 0 ve 1 olduğunda Out’un ne olduğunu gösteren tablo). Tabloya bakarak Out çıkışının A girişine göre nasıl değiştiğini yorumlayınız. NAND ile elde edilmiş olan yeni mantık kapısının ismini yazınız.
- Aşağıdaki ifadeyi mantık kapıları ile çiziniz. Devreyi çizdikten sonra demorgan kuralı ile devreyi sadeleştirebildiğiniz kadar sadeleştirin. Sadeleşen devreyi çiziniz.
- Aşağıdaki şekilde gizli bir mantık kapısı içeren kombinasyonel devre verilmiştir. Devrenin A girişine göre ürettiği değerler doğruluk tablosunda verilmiştir. Tablodaki out çıktısının değerlerine göre, mantık kapısı yazan kutunun içerisinde hangi mantık kapısı olabilir?
- Çözücü (Decoder) Nedir? Nasıl çalışmaktadır?
- 5 girişli bir çözücünün (Decoder) kaç çıkışı bulunmaktadır?
- Seçici (Multiplexer) Nedir? Nasıl çalışmaktadır?
- 16 girişli bir seçicinin (Multiplexer) kaç çıktısı bulunmaktadır? Kaç adet seçme (select) bit’i bulunmaktadır?
- Aşağıdaki şekilde 2×1 multiplexer kullanılarak bir Ve (And) kapısı yapılmıştır. Yine 2×1 multiplexer kullanarak Veya (Or) kapısı yapınız.
- Sadece 2×1 multiplexer’ler kullanarak 4×1 multiplexer yapınız.
- Verilen doğruluk tablosunu, aşağıdaki devreye göre tamamlayınız.
- Full Adder’lar kullanarak, 4 bitlik iki sayının toplamını yapabilecek bir devre çiziniz. Full Adder’ların iç yapısını çizmeyiniz.
- Aşağıda verilen kombinasyonel devrenin Verilog dilindeki gösterimini yazınız.
- Aşağıda verilen Verilog RTL kodunun karşılığı olan donanım’ın şematik çizimini yapınız.
- Aşağıda verilen devrenin Verilog gösterimindeki karşılığını yazınız. A, B, C, D ve Sel sinyalleri giriş, y sinyali ise çıkıştır
Ardışık Lojik
- D tipi tutucu (latch) ve D tipi saklayıcı (Register) nedir? Arasındaki farklar nedir?
- Saat kristali nedir?
- Clock sinyali nedir? Ne için kullanılır?
- Periyodu 100 ns olan bir clock’un frekansı nedir?
- Ardışık devreler neden kullanılır? Neden kombinasyonel devreler ile bazı işlemler gerçekleştirilemiyor?
- Aşağıda verilen D tipi yükselen kenar tetiklenen saklayıcıya gelen cp (clock) ve x sinyaline göre Q çıkışından çıkması gereken sinyali çiziniz.
- Aşağıdaki devrede 4 adet d tipi saklayıcı kullanılmıştır. Devre uzun bir süre d girişinden 0 verilerek çalıştırılmış ve başlangıçta q0, q1, q2 ve q3 0 olarak çıktı vermektedir. Devrenin girişi 1’e dönüştürüldüğü andan itibaren, aşağıdaki dalga formunu doldurunuz.
- Aşağıda verilen ardışık devreye belirli bir giriş dizisi verildiğinde 1 değerini üretmektedir (Pattern Checker). Verilmiş olan 4 pattern’den hangisinin 1 değerini ürettirebileceğini tespit ediniz. Başlangıçta saklayıcıların değerlerini 0 olarak alınız.
A -) 0110
B -) 1001
C -) 0100
D -) 1101
- Aşağıda verilen Verilog RTL kodunu sentezlendiği zaman ortaya çıkacak devreyi çiziniz.
- Aşağıda verilen verilog kod parçacığı sentezlenince oluşacak donanım şematiğini çiziniz.
- Aşağıda verilen devrenin Verilog gösterimini yazınız.
Doğrulama Yaklaşımları
- Aşağıda verilen testbench kod parçacığında c’nin değeri, simulasyon başladıktan kaç ns sonra atama satırı yapılıp güncellenir?
Durum Makinaları
- Aşağıda D tipi saklayıcı ve MUX barındıran bir devre bulunmaktadır.
Yanında ise bu devrenin durum makinaları ile ifade edilmiş hali bulunmaktadır. Q0 durumu Q çıkışının 0 verdiği, Q1 durumu ise Q çıkışının 1 verdiği durumu temsil etmektedir. Q çıkışı 0 verir iken, w girişi ne gelmelidir ki Q yine 0 çıkmaya devam etsin? Bu durumu Q0’ın kendi üstüne ok ile döndüğü yerdeki w = yerine yazmalısınız. Bu mantık ile w= olan yerleri tamamlayınız. - Aşağıda verilen Mealy durum makinasının Verilog dilinde gerçekleyiniz.
- Moore durum makinası gösterimi ile, ard arda 3 defa 1 girişi yakaladığında 1 çıktısı veren diğer durumlarda 0 veren yapıyı çiziniz.
MCU Donanım Tasarımı
- Opcode Decoder
Verilen 4-bit opcode sinyaline göre load, store, add, sub, mul, jmp, jmz, nop, hlt kontrol sinyallerini üreten bir combinational logic modülü yazınız. OpCode Tablosu aşağıda verilmektedir.
Başlangıç Kodu:
module decoder(
input [3:0] opcode,
output reg load, store, add, sub, mul, jmp, jmz, nop, hlt
);
// RTL Tasarım
endmodule - ALU Modülü Tasarımı
Aşağıda giriş ve çıkışları verilen ALU modülünü yazınız. opcode’a göre ADD, SUB, veya MUL işlemi yapılmalı ve sonuç acc_out çıkışına aktarılmalıdır.
Modül Tanımı:
module alu(
input [3:0] opcode,
input [9:0] acc_in,
input [9:0] ramData,
output reg [9:0] acc_out
);
//
endmodule - Von Neumann Mimarisi (Temel)
AvionCPU, Von Neumann mimarisine göre tasarlanmıştır. Bu mimarinin veri ve komutların aynı bellek alanında tutulması ne gibi avantajlar ve dezavantajlar sunar? Açıklayınız.