Probeklausur zur Vorlesung

Entwurf hochintegrierter Schaltungen

17.12.2003

Aufgabe 1: (Schaltungsentwurf mit VHDL)

1. In welchen Sichten und auf welchen Ebenen können Schaltungen in VHDL beschrieben werden?
2. Welche Beschreibungsziele einer Hardwarebeschreibungssprache können mit VHDL abgedeckt werden?
3. Aus welchen Teilen besteht eine typische VHDL-Schaltungsbeschreibung?
4. Mit welchen Modellierungsarten sind die drei folgenden VHDL-Schaltungsbeispiele kodiert? Nennen Sie jeweils ein typisches Merkmal für diese Modellierungsart, welches Ihre Auswahl begründet!

5. Worin unterscheiden sich Schaltungsbeschreibungen auf algorithmischer und RT-Ebene?

Aufgabe 2: (Darstellung von Schaltungen)

1. Welche Schaltungselemente lassen sich mit den folgenden Darstellungsarten und Datenformaten besonders gut beschreiben. Nennen Sie auch jeweils die Darstellungsebene und die Sicht.
• ESPRESSO
• BLIF
• KISS
• BDD
• Sequenzdiagramm
  
  
2. Das folgende BDD sei gegeben:

Wie lautet diese Funktion in der disjunktiven Normalform?

3. Schreiben Sie diese Funktion im ESPRESSO-Format auf.
4. Entwickeln Sie eine Darstellung dieser Funktion im Blif-Format. Verwenden Sie ausschließlich NAND-Gatter oder Inverter.

Antworten

Aufgabe 1: (Schaltungsentwurf mit VHDL)

1. Schaltungen können in VHDL auf Logik-, RT-, algorithmischer und Systemebene dargestellt werden
2. Spezifikation, Simulation, Ein- und Ausgabe für Synthese, Dokumentation und Datenaustausch
3. Entity, Architecture und Confguration
4. I) Strukturelle Beschreibung auf Logikebene. Die Komponenten (Gatter) werden instantiiert und über das „port map“-Statement miteinander verbunden.
   II) Datenflussbeschreibung durch ein Statement. Fehlt das „process“-Statement, werden die folgenden Anweisungen parallel ausgeführt.
   III) Verhaltensbeschreibung. Die Anweisungen werden von oben nach unten abgearbeitet.

Aufgabe 2: (Darstellung von Schaltungen)

1. ESPRESSO: Boolesche Funktionen, Verhalten auf Logikebene

BLIF: Boolesche Funktionen, Verhalten und Struktur auf Logikebene
KISS: Endliche Automaten, Verhalten auf Logikebene
BDD: Boolesche Funktionen, Verhalten auf Logikebene
Sequenzdiagramm: Folgen von Operationen, Verhalten auf algorithmische Ebene

2. Die Funktion lautet
   
3. .i 3
   .o 1
   .type f
   10- 1
   110 1
   .e
4. Die Funktion lautetBLIF-Format:
   .model Probeklausur
   .inputs a b c
   .outputs y
   .names b b_not
   0 1
   .names c c_not
   0 1
   .names a b_not I
   00 1
   .names a b c_not J
   000 1
   names I J y
   00 1
   .end