Mérés laboratórium 1, 2008-as ZH
Ez az oldal a korábbi SCH wikiről lett áthozva.
Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor, kérlek, javíts rajta egy rövid szerkesztéssel!
Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót.
vissza a Mérés 1 tárgyhoz
ZH 2008
- Ezen a helyen volt linkelve a(z) meres1_ZH_20081211.zip nevű fájl ("meres1_ZH_20081211.zip" link szöveggel) a régi wiki http://wiki-old.sch.bme.hu/bin/view/Infoalap/MeresLabor1ZH2k8 oldaláról. (Ha szükséged lenne a fájlra, akkor a pontos oldalmegnevezéssel együtt küldd el a wiki
sch.bme.hu címre a kérésedet)
- A 2008. 12. 11. Mérés 1. ZH (aka Írásbeli EM) scannelve.
Megoldások
Ezeket valószínűleg át kellene nézni.
1. feladat
a) Mivel rendelkezésünkre áll a baudrate engedélyező jel, és tudjuk, hogy a UART TX vonala ennek hatására vált a
következő bit küldésére, ÁLLAPOTANALÍZÍS módot használunk, mert így biztos elkapunk minden állapotot, és nem
pocsékoljuk az állapotmemóriát sem.
b) A mintavételező órajel legyen a baudrate engedélyező jel LEFUTÓ éle, mivel ezután már biztos stabil az adat. (A
felfutásánál léptetjük a shiftregisztert, adjuk ki a következő bitet)
c) A trigger feltétel legyen a TX vonal LEFUTÓ éle, mivel minden frame START bittel kezdődik, ennek értéke pedig 0.
2. feladat
t = 70 ns
f = ?
Ha pontos mérést akarunk végezni, akkor fontos minél nagyobb frekit használni. Nagyobb frekvencián kisebb az abszolut
tévedés --> a relativ hiba is. Viszont csak 256 mintát tudunk tárolni, fontos, hogy a 70ns idő alatt NE teljen be az állapottár.
Ha másodpercenként f mintát tárolunk el, akkor a minta "ideje" 1/f.
Tehát 256 * 1/f > t ==> f < 3,6 Ghz. Mivel ezt teljesíti mindegyik frekvencia, a legnagyobbat, 400 MHz-et
használjuk.
b)
Relativ hiba: abs(1 - mert idő / valós idő). 400 Mhz-en vagy 77.5, vagy 80 ns-ot mérünk, ezekben az esetekben a relativ hiba:
1 - 77.5 / 79 = 1,9 % 80 / 79 - 1 = 1,2 %
3. feladat
Egy olyan kombinációt keresünk, ahol X a felelős y kimenetért, és x-nek 1 kellene lenni. Pl. a = 0, b = 1 (x=1) c=0 y=1
Itt ha y=0 lesz, tudjuk, hogy az x hibás.
4. feladat
mivel a harmadik számlálónak az engedélyező bemenete pont a rcy volt (Elég kár, hogy ezt fejből kellett tudni...
Gyakorlott embernek nyilvánvaló, de nem mindenkinek!), ezért, ha a rcy 0-ba ragad, az soha nem fog felfele számolni,
ergo csak az első két számjegy számol.
5. feladat
FIGYELEM! Az uart LSB first módban küldi az adatokat (jobbról balra olvassa a számokat!!!!).
-10 = 0.5 * D - 50 => D = 80 = 8b01010000
Frame format: START | D0 || D1 || D2 || D3 || D4 || D5 || D6 || D7 STOP.
Tehát: 0 | 0 || 0 || 0 || 0 || 1 || 0 || 1 || 0 1.
b)
Valamit kiszamoltam, egyaltalan nem vagyok biztos benne, inkább skippelem.
-- KoczkaTamas - 2009.12.08.
Én is kiszámoltam valamit, le is írom :)
Kívül -10 fok van, ez a 25 fokhoz képest 35 fok eltérés, így a szenzor a 0.3%/C hőmérsékletfüggése miatt 0.3% * 35 = 10.5%-kal tér el.
Belül 23 fok van, ez a 25 fokhoz képest 2 fok eltérés, így a műszerfalba épített vezérlő a 0.05%/C hőmérsékletfüggése miatt 0.05% * 2 = 0.1%-kal tér el.
Ha a legrosszabb esetet vesszük, akkor ezek egymáshoz való eltérése 10.6% órajelenként.
19200 baud = 19200 bit per sec => Bitidő = 1/19200 = 52us
Így pl a következő időpontokban küldünk biteket (a számítás a start bit lefutó élétől kezdődik):
1:0-52us; 2:52-104us; 3:104-156us; 4:156us; 5:208-260us; 6:260-312us; 7:312-364us; 8:364-416us
Ekkor a mintavételezésnek ilyenkor KELLENE történnie (pont a bitidő közepén):
1:26us; 2:78us; 3:130us; 4:182us; 5:234us; 6:286s; 7:338us; 8:390us
Ha az órajelek 10.6%-kal eltérnek, akkor a bitidő is 10.6%-kal tér el (?): szóval 57.5us lesz.
Így a mintavételezés ekkor FOG történni:
1:29us; 2:86us; 3:144us; 4:201us; 5:259us; 6:316us; 7:374us; 8:431us
Látszik, hogy a 6. bit mintavételezése, ami 316uskor történik az igazából a 7. bit 312-364us-ébe esik bele, tehát a 6. bit helyett már a 7-et mintavételezzük, a 6-os bit teljesen kimarad a számból.
Igazából úgy is kiszámolható, hogy a bitidő 50%ot csúszhat (mert középen mintavételezünk, ezért akkor romlik csak el az eredmény, ha átcsúszunk a következő vagy előző bitbe, ami 50%os csúszást jelent). És akkor 50%/10.6% = 4.7 bitidőnél lesz hibát okozó a késés.
A mintavételezés mindig 0.5ös bitidőnél történik, a következő módon: 1->0.5kor, 2->1.5kor, 3->2.5kor, 4->3.5kor, 5->4.5kor, 6->5.5kor...
Látszik, hogy 4.5 < 4.7, tehát az még pont jó lesz, de a 5.5 > 4.7 már nem...
Szumma: nem tudja értelmezni a műszerfal a szenzor üzenetét.
ha ez így rossz, akkor valaki, aki tudja igazán leírhatná hogy van ez igazából, mert senki sem tudott a 'bitidő mennyivel késhetes' kérdésekre válaszolni
6. feladat
1 Mhz ==> 1 bit = 1/1000000 = 1 us
I2C kommunikácio: Start feltetel, ADDR + R/W, (N)ACK , BYTE1 , (N)ACK , BYTE2 , (N)ACK , Stop feltetel. Bitek szama : 1 / 2 , 7 + 1 , 1 , 8 , 1 , 8 , 1 , 1/2 Total: 28 bit == 28 us
Start feltetel: SCK magas allapotában az SDA lefuto ele. Stop feltetel: SCK magas allapotában az SDA felfuto ele.
7. feladat
"A" változat
Idődiagramm
Szintetizált kapcsolás
"B" változat
Idődiagramm
Szintetizált kapcsolás
Javítói észrevételek
Szántó Peti nem örült a kihozott, bescannelt ZH-nak. Nem érdemes túl sokat kihozni, mert a ZH-feladatokra a következő kritériumok teljesülnek:
- nem lehet lényegesen könnyebb, mint az előző
- nem lehet ugyanolyan, mint a webről letölthető, mert akkor a tudásotokat nem méri fel (copy&paste)
- azonos szintű feladatokból véges mennyiségű van
- kreatívak vagyunk
Aki tud gondolkodni, az levonhatja a tanulságot.
A javítással kapcsolatos észrevételek (nem megoldások!):
1. Állapotanalízist eltaláltátok, viszont 256 minta miatt nem szabad az 50MHz órajellel, hanem 4800 MHz-es baudrate-tel (2-es mérésen ugyanígy vizsgáltuk a számlálót).
2. A legpontosabb méréshez nem az számít hogy mi a Shannon-törvény értelmében elegendő mintavételi freki , a minél pontosabb méréshez minél nagyobb felbontás kell. A mérés relatív hibája pedig nem 2.5/79.
3. C=1 -> pont eltakarja a hibát a kimeneten
XOR kapu felismerése általában megy, de az igazságtábla nem: a==b NEM 1 értéket ad, pedig kimenetén az s-a-0 felderítéshez az kell.
4.
NEM áll meg a számláló 99-nél.
A sorszámozás nem volt egyértelmű, 1. digit általában az alsó helyiérték.
Szó nem volt hétszegmenses kijelzőről, de ha lett volna, sem aludna ki a felső 2 digit, hanem 0-t mutatna.
Nincs olyan egy számláló RCY kimenetén, hogy „nem ad ki bitet” – a kimeneten 0 vagy 1 van és slussz.
5. Bináris <-> decimális átváltás, egyszerű egyenletek rendezése? Általános iskolás és középiskolás alapok erősen hiányoznak a hallgatók 20-30%-ánál. (Helyesírásról nem beszélve.)
6.
Keretformátum ismerete nem árt
Mértékegységek: ms <-> us <-> ns
UART vs. I2C gyakran keveritek.
Start-stop fel/lefutás felcserélve.
8.
Always blokkon belül assign NINCS
Magát az algoritmust nem ismeritek, pedig használjátok mérésen többször.
Wire-nak assign-nal, regiszternek always blokkban kell értéket adni.
-- Bandita - 2008.12.12.
Miért nem érdemes ZH-t kihozni?
Eredeti: xkcd.com és a folytatás :)
