Paniere con risposte chiuse - Elettronica dei sistemi digitali (2021/2022)

Lezione 002

Analisi e sintesi

01. Il processo di analisi serve a comprendere le funzionalità del sistema, passare da una descrizione funzionale ad una implementazione reale, decidere se utilizzare un circuito combinatorio o sequenziale, capire come realizzare il sistema.

02. Il processo di sintesi serve a nessuna delle altre, comprendere le funzionalità del sistema, decidere se utilizzare un circuito combinatorio o sequenziale, studiare una implementazione reale per ottenere una descrizione funzionale.

Modello Black Box

03. Un modello Black Box di un sistema consiste nel descrivere dettagliatamente ogni funzionalità interna del sistema, descrivere accuratamente l'implementazione circuitale del sistema, descrivere il sistema esclusivamente con una tabella che pone in corrispondenza ingressi e uscite, descrivere il sistema come una funzione che lega gli ingressi alle uscite.

04. Un modello Black Box di un sistema permette di descrivere il sistema esclusivamente con una tabella che pone in corrispondenza ingressi e uscite, descrivere il sistema esclusivamente con una formula che deve essere applicata agli ingressi per ottenere le uscite, descrivere il sistema con un algoritmo, una tabella o una funzione che lega gli ingressi alle uscite, descrivere il sistema esclusivamente con un algoritmo che deve essere applicato agli ingressi per ottenere le uscite.

Affermazioni

05. Quale delle seguenti affermazioni è falsa: l'analisi permette di comprendere le funzionalità di un sistema studiando la sua realizzazione fisica, la sintesi consente di realizzare l'implementazione di un sistema partendo dalla sua relazione ingresso/uscita, la sintesi consente di realizzare un sistema elettronico partendo dalla descrizione delle sue funzionalità, la sintesi consente di capire cosa fa un circuito studiando come è fatto.

06. Un sistema descritto tramite un modello di tipo Black Box può essere descritto tramite una tabella che pone in corrispondenza ingressi e uscite, solamente tramite un algoritmo che leghi ingressi ed uscite perché è l'unico modo di fornire una descrizione completa del sistema, l'insieme degli ingressi e delle uscite del sistema, una qualsiasi sequenza di ingressi anche incompleta e le corrispondenti uscite.

07. Quale delle seguenti affermazioni è falsa: l'analisi consente di realizzare lo schema di un circuito partendo dallo studio delle sue funzionalità, l'analisi consente di descrivere cosa fa un sistema studiando come è stato realizzato, l'analisi permette di comprendere le funzionalità di un sistema studiando la sua realizzazione fisica, la sintesi consente di realizzare un sistema elettronico partendo dalla descrizione delle sue funzionalità.

08. L'analisi e la sintesi mettono entrambe in relazione la struttura interna del sistema e la sua relazione ingresso/uscita in modo univoco, riguardano entrambe la descrizione delle funzionalità del sistema e la stesura delle sue specifiche, riguardano entrambe la progettazione di un sistema elettronico partendo dalle sue specifiche, mettono entrambe in relazione la struttura interna del sistema e la sua relazione ingresso/uscita in modo biunivoco.

Domande

09. Che cosa si intende per modello Black-Box e quali sono le metodologie per descrivere la relazione ingresso/uscita di questo modello?

10. Che cosa si intende per "analisi" e per "sintesi" e qual è la differenza tra queste due attività?

Lezione 003

Progettazione elettronica

01. Nell'ambito della progettazione elettronica, la progettazione architetturale riguarda la definizione della architettura del sistema, la descrizione in termini di circuiti elettronici dei vari macro-blocchi del sistema, nessuna delle altre, la descrizione dettagliata di tutte le funzionalità del sistema.

02. Nell'ambito della progettazione elettronica, la definizione delle specifiche di sistema riguarda la descrizione dettagliata di tutte le funzionalità del sistema, la descrizione in termini di circuiti elettronici dei vari macro-blocchi del sistema, la definizione della architettura del sistema, nessuna delle altre.

Affermazioni

03. Quale delle seguenti affermazioni è falsa: la simulazione in ambito elettronico permette di rilevare errori di progettazione senza arrivare alla realizzazione fisica del prodotto finale, la simulazione in ambito elettronico è utile in fase di test del prodotto finale per validare la rispondenza del sistema ai requisiti iniziali, la simulazione in ambito elettronico consente di effettuare verifiche del progetto prima di arrivare alla realizzazione del prodotto finale, la simulazione in ambito elettronico contribuisce a ridurre eventuali costi di ri-progettazione.

04. Nell'ambito della progettazione elettronica, la progettazione circuitale riguarda nessuna delle altre, la descrizione in termini di circuiti elettronici dei vari macro-blocchi del sistema, la descrizione dettagliata di tutte le funzionalità del sistema, la definizione della architettura del sistema.

Domande

05. Descrivere le varie fasi della progettazione elettronica.

Lezione 004

Specifiche di sistema

01. Definire le specifiche fisiche di un sistema significa anche stabilire il comportamento desiderato, stabilire eventuali requisiti dimensionali, elencare i segnali di interfaccia, stabilire il ritardo tra due segnali interni.

02. Nel definire le specifiche funzionali di un sistema non si descrive il comportamento del sistema, non si definiscono le temporizzazioni del sistema, non si descrivono i limiti di consumo del sistema, non si descrivono le interfacce di input ed output del sistema.

Domande

03. Descrivere anche con esempi pratici che differenza c'è tra specifiche fisiche e specifiche funzionali.

04. Che cosa si intende per specifiche di sistema?

Lezione 005

Architetture e trattamento del segnale

01. Un'architettura di tipo "Data Path" organizza i blocchi di elaborazione come i neuroni del cervello umano, i blocchi di elaborazione sono piazzati in maniera casuale, più che al tipo di elaborazione si riferisce alla disposizione fisica dei blocchi di elaborazione, è alla base della cosiddetta elaborazione parallela.

02. Un'architettura di tipo "Array" è simile a quella del cervello umano, è tipicamente usata nei circuiti di memoria, presenta una realizzazione molto irregolare, realizza un'elaborazione di tipo sequenziale.

03. Un'implementazione di tipo "Random Logic" ha una realizzazione molto regolare, presenta un'architettura a matrice, è tipicamente usata nei circuiti di memoria, ottimizza lo spazio e le prestazioni del circuito.

04. Un flusso dati di tipo "Pipeline" permette tempi di elaborazione minimi, è alla base della cosiddetta elaborazione parallela, può essere realizzato solo se ogni sotto-blocco può comunicare con tutti gli altri, è un'elaborazione di tipo sequenziale.

05. Un'elaborazione di segnale del tipo "Concurrent" è un'elaborazione simile a quella del cervello umano, presenta un basso livello di parallelismo, è tipicamente utilizzata nelle memorie, è un'elaborazione di tipo sequenziale.

Domande

06. Spiegare che cosa si intende con il termine "random logic" e qual è la sua principale caratteristica?

07. Descrivere la modalità di trattamento del segnale effettuata mediante un'architettura di tipo "data-path" e le principali differenze rispetto alle altre modalità.

08. Descrivere la modalità di trattamento del segnale effettuata mediante un'architettura di tipo "array" e le principali differenze rispetto alle altre modalità.

09. Descrivere la modalità di trattamento del segnale effettuata mediante un'architettura di tipo "concurrent" e le principali differenze rispetto alle altre modalità.

10. Descrivere la modalità di trattamento del segnale effettuata mediante un'architettura di tipo "pipeline" e le principali differenze rispetto alle altre modalità.

Lezione 006

Segnali digitali e analogici

01. Un segnale digitale non può essere riconvertito in un segnale analogico, può essere ottenuto come approssimazione di un segnale analogico, non risente in alcun modo del rumore, trasporta lo stesso contenuto informativo di un segnale analogico.

02. Un segnale digitale è insensibile a disturbi di ampiezza inferiore alla metà della massima escursione del segnale, di ampiezza inferiore alla distanza tra due livelli consecutivi, di ampiezza inferiore alla massima escursione del segnale, di ampiezza inferiore alla metà della distanza tra due livelli consecutivi.

03. Un segnale digitale assume solo un numero finito di valori, assume necessariamente due valori, viene generato da un convertitore digitale/analogico, può assumere un numero infinito ma discreto di valori.

04. Un segnale è una funzione di una o più grandezze fisiche, una grandezza fisica che varia nel tempo in un intervallo limitato, una qualunque funzione del tempo, un'onda quadra o un onda sinusoidale.

05. Un segnale analogico non può essere elaborato mediante dispositivi elettronici, può assumere un insieme infinito ma discreto di valori, può assumere un insieme infinito continuo di valori, non risente del rumore.

Domande

06. Riportare e spiegare la definizione di segnale.

07. Spiegare perché un segnale digitale presenta un'immunità al rumore superiore a quella di un segnale analogico. Argomentare bene anche con esempi.

08. Che differenza c'è tra un segnale analogico ed uno digitale? Argomentare bene anche con esempi.

Lezione 008

Conversioni di numeri

01. Qual è l'equivalente in base 10 del numero esadecimale 1A2? 010162602

02. Qual è l'equivalente in base 10 del numero ottale 3731? 372932

Lezione 009

Parametri di segnali digitali

01. In un segnale digitale il parametro di "Width" rappresenta il tempo che il segnale rimane a VDD, che impiega per raggiungere il 50% dell'escursione massima, che il segnale rimane al di sopra del 50% dell'escursione massima, il tempo che il segnale rimane sopra il 90% dell'escursione massima.

02. In un segnale digitale il parametro di "Fall time" rappresenta il tempo impiegato dal segnale per andare da VDD a GND, per andare dal valore massimo al 10% del valore massimo, per andare dal 90% al 10% dell'escursione massima, per scendere al di sotto il 50% dell'escursione massima.

03. In una logica negativa Imax è rappresentato con il simbolo, dipende da Vmax, dipende da Imin, 0

04. In un segnale digitale il parametro di "Rise time" rappresenta il tempo impiegato dal segnale per andare da GND a VDD, per salire al di sopra il 50% dell'escursione massima, per andare dal valore minimo al 10% del valore minimo, per andare dal 10% al 90% dell'escursione massima.

05. Quanti bit sono necessari per codificare un segnale discreto che può assumere 156 valori? 10 bit, 156 bit, 7 bit, 8 bit

06. I numeri compresi tra 43 e 62 possono essere rappresentati con configurazioni binarie di almeno 4 bit, configurazioni binarie di 3 bit, configurazioni binarie di almeno 6 bit, configurazioni binarie di almeno 5 bit.

07. I numeri compresi tra 32 e 42 possono essere rappresentati con configurazioni binarie di almeno 4 bit, configurazioni binarie di almeno 5 bit, configurazioni binarie di almeno 3 bit, configurazioni binarie di 3 bit.

08. Se per codificare M elementi sono necessari N bit allora M deve essere minore o uguale a 2^(N-1), M è necessariamente uguale 2^N, M deve essere almeno pari a 2^(N-1), M è minore o uguale a 2^N.

09. Quanti bit sono necessari per codificare il set di caratteri ASCII standard? 8 bit, 7 bit, 10 bit, 4 bit

10. Quanti bit sono necessari per codificare 16384 elementi? 9 bit, 14 bit, 8 bit, 15 bit

11. Quanti bit sono necessari per codificare l'alfabeto anglosassone? 6 bit, 4 bit, 26 bit, 5 bit

12. I numeri compresi tra 24 e 48 possono essere rappresentati con configurazioni binarie di 3 bit, configurazioni binarie di almeno 3 bit, configurazioni binarie di almeno 5 bit, configurazioni binarie di almeno 4 bit.

Domande

13. Relativamente ad un segnale binario riportare la definizione e la rappresentazione grafica del parametro "fall time".

14. Relativamente ad un segnale binario riportare la definizione e la rappresentazione grafica del parametro "width".

15. Relativamente ad un segnale binario riportare la definizione e la rappresentazione grafica del parametro "rise time".

16. Qual è la differenza tra "logica positiva" e "logica negativa"?

17. Che cosa si intende per "configurazione binaria"?

Lezione 010

Codici e configurazioni

01. Il codice Gray è codificato con dipende dalla risoluzione che si vuole ottenere, massimo 3 bit, minimo 3 bit, massimo 4 bit.

02. La configurazione "01100" appartiene al codice a 7 segmenti, al codice "2 su N", al codice Gray a 4 bit, al codice "1 su N".

Domande

03. Che cosa si intende per "codice binario"?

04. Cosa significa che un codice è ridondante e si faccia un esempio di codice ridondante.

Lezione 011

Codici binari

01. Illustrare la differenza tra codici binari "sequenziali" e "non sequenziali", mostrando degli esempi.

02. Qual è la caratteristica fondamentale del codice GRAY e indicarne anche un possibile ambito applicativo?

Lezione 012

Conversioni di base

01. L'equivalente in base 3 del numero decimale 45 è 102112001021020.

02. L'equivalente in base 3 del numero decimale 21 è 123202203210.

Lezione 013

Numeri binari negativi

01. L'equivalente binario del numero decimale negativo -37 è 11010010010110111101101111001011.

02. L'equivalente binario del numero decimale negativo -54 è 11001101110010111100101010010110.

Operazioni binarie

03. Il risultato della somma "01100.101 + 1011.01" è 10111.11010111.11101111.11010011.1110.

04. Il risultato della moltiplicazione binaria 10010 x 100.11 è 1010101.01101010.1101010101.111010101.100.

05. Il risultato della divisione binaria 1011.01 / 101 è 1.00110.0110.1111.010.

Domande

06. Come si ottiene il complemento a due di un numero binario e a che cosa serve? Argomentare con degli esempi.

Lezione 015

Funzioni logiche

01. Le possibili uscite di una funzione combinatoria di 3 variabili sono 1, 2, 8, 4, 256, 80.

02. Le funzioni logiche combinatorie di 3 variabili sono 8, 128, 256, nessuna delle altre.

Tabella delle transizioni

03. La tabella delle transizioni presenta gli stati presenti in corrispondenza delle colonne e gli stati futuri in corrispondenza delle righe, presenta gli ingressi in corrispondenza delle colonne e gli stati presenti in corrispondenza delle righe, presenta gli ingressi sia in corrispondenza delle righe che delle colonne, presenta gli ingressi in corrispondenza delle colonne e gli stati futuri in corrispondenza delle righe.

04. La forma tabellare viene utilizzata solo per descrivere reti logiche combinatorie, solo per descrivere reti logiche sequenziali, nessuna delle precedenti, sia per descrivere reti logiche sequenziali, che reti logiche combinatorie.

Reti logiche

05. Nelle reti logiche sequenziali l'uscita dipende sia dal valore attuale degli ingressi, sia dalla sequenza dei valori assunti dagli ingressi negli istanti precedenti, nessuna delle precedenti, l'uscita dipende solo dal valore attuale degli ingressi, l'uscita dipende anche dal valore attuale degli ingressi e dalla sequenza dei valori assunti dagli ingressi negli istanti precedenti.

06. Nelle reti logiche combinatorie l'uscita dipende solo dal valore attuale degli ingressi, nessuna delle precedenti, l'uscita dipende anche dal valore attuale degli ingressi, l'uscita dipende sia dal valore attuale degli ingressi, sia dalla sequenza dei valori assunti dagli ingressi negli istanti precedenti.

Domande

07. La tabella delle transizioni viene utilizzata per descrivere sia reti sequenziali che combinatorie, viene utilizzata per descrivere reti sequenziali, viene utilizzata per descrivere reti...