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INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Pierre Langlois Exercices sur la conception.

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1 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Pierre Langlois Exercices sur la conception de processeurs

2 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Cadenas numérique v.1 Donnez la description en VHDL dun cadenas numérique à cinq chiffres dont la combinaison est Le cadenas est doté dun bouton entrer qui fait office dhorloge, et de quatre bits permettant de spécifier le chiffre. Une sortie indique si le cadenas doit être verrouillé ou non. Donner un diagramme détats et un modèle VHDL pour ce circuit. Vérifiez son fonctionnement par simulation. 2 (conception de processeur)

3 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Cadenas numérique v.2 Donnez la description en VHDL dun cadenas numérique à cinq chiffres entre 0 et 9. Le cadenas est doté dun bouton entrer qui fait office dhorloge, et de quatre bits permettant de spécifier le chiffre. Une sortie indique si le cadenas doit être verrouillé ou non. Votre code doit être suffisamment général pour quon puisse facilement changer la combinaison en modifiant une seule ligne du code. Donner un diagramme détats et un modèle VHDL pour ce circuit. Vérifiez son fonctionnement par simulation. 3 (conception de processeur)

4 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Feux de circulation Donnez la description en VHDL dun circuit numérique pour contrôler les feux de circulation dune intersection entre une route principale et une route secondaire. Le feu doit demeurer vert sur la route principale, sauf quand un senseur sous la chaussée de la route secondaire détecte la présence dune voiture. Le feu doit alors passer au vert pour la route secondaire pendant une période de 30 secondes, après quoi il revient au vert pour la route principale. Supposez que vous avez accès à une horloge de 1 Hz. Donner un diagramme détats et un modèle VHDL pour ce circuit. Vérifiez son fonctionnement par simulation. 4 (conception de processeur)

5 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Ascenseur à deux étages Faites la conception dun processeur pour un ascenseur à deux étages. Les entrées du système sont létage courant de lascenseur, les boutons de contrôle à lintérieur de lascenseur et les boutons dappels aux différents étages. Les sorties du système sont les commandes au moteur de lascenseur et les indicateurs lumineux dans lascenseur et aux étages. Ce processeur ne devrait pas comporter de chemin de données. – Donnez un diagramme de vue densemble du système, avec la liste des ports dentrée et de sortie. – Donnez un diagramme détats du système. 5 (conception de processeur)

6 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Machine distributrice Faites la conception dun processeur pour une machine distributrice. Supposez que vous avez un module qui accepte des pièces et qui donne, sur 8 bits, la valeur en sous de la dernière pièce reçue. Une constante doit permettre de fixer le prix de litem à distribuer. Litem doit être distribué quand le total des pièces reçues est égal ou supérieur au prix de litem. Supposez une version simple où la monnaie nest pas rendue. – Donnez un diagramme de vue densemble du système, avec la liste des ports dentrée et de sortie. – Donnez un diagramme détats du système. – Donnez un diagramme du chemin des données. 6 (conception de processeur)

7 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Chronomètre Faites la conception dun processeur pour un chronomètre dune résolution de 0.1 s avec un bouton pour démarrer et arrêter et un bouton permettant de saisir un temps intermédiaire. Supposez que vous avez accès à une horloge de 10 Hz. 7 (conception de processeur)

8 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Température moyenne Faites la conception dun processeur qui reçoit la lecture de température dun moteur à chaque coup dhorloge. Le processeur doit calculer la moyenne des températures des 5 derniers échantillons et activer un ventilateur si la température moyenne est supérieure à un seuil S 2 spécifié par lutilisateur. Le ventilateur doit être désactivé quand la température baisse sous un niveau S 1 aussi spécifié par lutilisateur. Si la température dépasse un troisième seuil S 3, une alarme doit être activée. On suppose que S 1 < S 2 < S 3. 8 (conception de processeur)

9 INF3500 : Conception et implémentation de systèmes numériques Télémètre laser Faites la conception dun processeur pour un télémètre laser. Le télémètre a un bouton pour déclencher la prise de mesure. Quand le bouton est pressé, une impulsion lumineuse est générée et un chronomètre est activé. Limpulsion lumineuse se propage dans lair, frappe la cible et revient vers un détecteur. Quand lécho de limpulsion lumineuse est perçu par le détecteur, le chronomètre est arrêté et la distance peut être calculée en tenant compte de la vitesse de propagation de la lumière dans lair. Soit T le temps mesuré par le chronomètre, en secondes, alors la distance D est donnée par D = T × c / 2, où c = 3 × 10 8 m/s. Le processeur a deux entrées : le bouton et un signal provenant du détecteur indiquant quune impulsion lumineuse a été reçue. Il a deux sorties : un signal vers le laser pour déclencher une impulsion lumineuse et un autre signal indiquant la distance mesurée. – Donnez un diagramme représentant le chemin des données du processeur. – Donnez le diagramme détats de lunité de contrôle du processeur. – Donnez la précision du télémètre laser en fonction de la fréquence dhorloge du circuit et sa portée maximale en fonction de la taille du chronomètre. 9 (conception de processeur)


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