Beágyazott és ambiens rendszerek - 2014.05.29. vizsga forrásának megtekintése

__NOTOC__
{{Vissza|Beágyazott és ambiens rendszerek}}

A 2014.05.29. vizsga A és B csoportjának feladatai.

PDF - [[Media:Bambi_vizsga_2014tavasz_A.pdf|2014 tavasz 1. vizsga]]

==== <span style=color:red> A megoldások még nincsenek mind benne, kérlek szerkesszétek, bővítsétek! </span>====

===A csoport===

==1. feladat==
'''
Írja le röviden a szuperskalár architektúra lényegét. Alkalmas-e valósidejű alkalmazások futtatására?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==2. feladat==
'''
Rajzolja le, hogyan valósítható meg FPGA-ban tetszőleges 5 változós logikai függvény LUT4 és multiplexerek segítségével.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
A rendkívül jól használható FPGA-s pdf-ből:

[[Fájl:Bambi_Vizsga_20140529_LUT5.png]]

Tehát van 2 4-4 bemenetű LUT, azaz 2 db 4 változós függvény, majd a kimenetek közül egy MUX választ, amit az 5. bemenet vezérel, tehát ez egy 5 változós függvény.
}}

==3. feladat==
'''
Feldolgozóegységekben (processzor, mikrokontroller, DSP) milyen alapvető lehetőségek vannak a sebesség növelésére? Soroljon fel legalább 3-at!  A javított hagyományos DSP-k ezek közül melyikben tudnak többet, mint a hagyományos DSP-k?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==4. feladat==
'''
Rajzolja fel a Szigma-Delta AD átalakító blokkvázlatát. (Nem csak a modulátorét, hanem az egészet.) Jelölje be rajta minden egyes blokk be és kimenetén, hogy analóg vagy digitális-e a jel, ha digitális, akkor mekkora a mintavételi frekvencia és a bitszám. 
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==5. feladat==
'''
Rajzoljon áram kimenetű string (lánc) DA átalakítót. N bites átalakítóhoz hány ellenállás és hány kapcsoló kell?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
Tantárgyi pdf 75. oldal:

[[File:bambi_vizsga_20140529_stringdac.png]]


}}

==6. feladat==
'''
Egy mikrokontrollerben lévő ADC THD+N-jét szeretnénk mérni. Hogyan tenné? Adja meg a mérési elrendezést, mi a gerjesztés, mit mérsz, mit számítasz. Adja meg a THD+N képletét, és a betűk jelentését.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==7. feladat==
'''
Rajzolja le a lineáris interpoláló szűrő átviteli függvényét a 0..fs,új tartományban. fs,régi és fs,új aránya K=3.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==8. feladat==
'''
Egy lineárfázisú FIR aluláteresztő szűrőt milyen paraméterekkel specifikálna? Rajzolja le, jelölje a nevezetes pontokat és nevezze meg a paramétereket.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==9. feladat==
'''
CAN protokoll hogyan gondoskodik arról, hogyha egy csomópont hibát érzékel, akkor az az üzenet a többi csomópont számára is hibás legyen?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==10. feladat==
'''
FlexRay milyen busztopológiát használ, hogy hibatűrő legyen? Rajzoljon le egy ilyen topológiát, és írja le, mi biztosítja a hibatűrő viselkedést.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}


===B csoport===

==1. feladat==
'''
Rajzolja fel egy DDS rendszer blokkvázlatát. Jelölje be a tipikus bitszámokat. Mekkora a kimeneti frekvencia, ha az órajel frekvenciája fc, a fázisregiszter M bites, a delta fázisregiszter tartalma pedig K? Mekkora a frekvencia felbontás?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==2. feladat==
'''
Mi az alapvető követelmény az FPGA-ban egy logikai cellával szemben?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==3. feladat==
'''
Adjon meg az alábbi kód alapján két olyan tulajdonságot, amely DSP-kre jellemző.
MX0 = DM(I0, M1); MY0 = PM(I4, M5);
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==4. feladat==
'''
Rajzolja le a MagAmp erősítőt tartalmazó 3 bites Bit-per-stage ADC blokkvázlatát és a MagAmp fokozat kapcsolását.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==5. feladat==
'''
Hány ellenállás szükséges, ha 14 bites Kelvin-Varley típusú ADC-t szeretnénk 7+7 bites felosztással, vagy lánc típusút felosztás nélkül.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
Dabóczi jegyzete alapján a Kelvin-Varley osztóval 2<sup>7</sup>+2<sup>7</sup>=2<sup>8</sup>=<b>256</b> ellenállás, lánc típussal pedig 2<sup>14</sup>=<b>16384</b> szükséges.

Érdekesség, hogy a KV osztónál úgy érhetünk el minimális alkatrész számot, hogy egyenlően osztjuk el a biteket a két fokozat között, ahogy a feladatban is történt.
}}

==6. feladat==
'''
Mikrokontroller belső ADC-jét mérjük. Hogyan határozná meg a SINAD-ot? Mérési elrendezés, mi a gerjesztés, mit mérünk, mit számítunk. Adja meg a SINAD definícióját egy képlettel, és a betűk jelentését.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
Egy ismert sűrűségfüggvényű jelet adunk az átalakító bemenetére. A kimeneti kódok hisztogramját előállítva és összevetve az eredeti jel sűrűségfüggvényével, az átalakító statikus karakterisztikája ill. számos egyéb paramétere meghatározható. (Labor 2 7. mérés segédlete)

Mivel nekünk most a zaj és a torzulás lényeges, ezért a kimeneti adatsort Fourier-transzformáljuk (FFT/DFT). Célszerű szinuszjellel gerjeszteni, mert egyszerű a spektruma. Más periodikus jelekkel elméletben ugyanaz jön ki, de gyakorlatilag csak zavarnának a felharmonikus komponenseik. Ahhoz, hogy a hisztogramunk a tényleges helyzetet tükrözze, egész számú periódust kell mintavételezni, koherens mintavételezés szükséges, a következő összefüggés szerint:

<math>f_i=\frac{J}{M} f_s</math>, ahol M a minták száma, J a mintavett periódusoké, f<sub>i</sub> a jel frekvenciája, f<sub>s</sub> pedig a mintavételi frekvencia.

Illetve a pontos méréshez fontos még, hogy az átalakító legyen kivezérelve (FS közelében), de ne legyen túlvezérelve (ne vágja le a szinuszt).

FFT-vel meghatározzuk a spektrumot (ha a kontroller nem képes FFT-re, akkor a mintákatból Matlabban megoldható). Az alapharmonikus a jel frekvenciájánál adott '''A''' jelszintű, ez a legnagyobb tüske. A többi harmonikus a jel felharmonikusai (distortion, '''H<sub>i</sub>''') és a zaj (noise, '''N<sub>i</sub>'''). A SINAD számítása innen:

<math>SINAD=\frac{A}{\sqrt{\sum\limits_{N}{H_i^2}+\sum\limits_{M}{N_i^2}}}</math>

Az említett Labor 2 jegyzetben van bonyolultabb képlet is, de szerintem ez elég így.

Definíció szerint a SINAD (SIgnal-to-Noise And Distortion ratio) megadja a jelteljesítmény, valamint a zaj és a harmonikusok együttes teljesítményének az arányát.
}}

==7. feladat==
'''
Mi a hatása a DAC kimenetén a ZOH-nak, hogyan módosul a jel spektruma. Adja meg a jel spektrumát ZOH nélkül és ZOH-hal. Jelölje be az f tengelyen a karakterisztikus pontokat, pl. fs. Adja meg a ZOH átviteli függvényét.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==8. feladat==
'''
Háromszorozó interpoláló szűrő működése. Milyen műveleteket milyen sorrendben végez. Rajzolja le a szűrő specifikációját. (fs,új; fs,régi)
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

==9. feladat==
'''
SPI rajz: 1 master, 3 slave, 1 slaveselect. Jelölje a jelvezetékek elnevezéseit az adott egység szempontjából. 
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
Az 1 slave select jel szerintem slave eszközönként értendő, tehát összesen 3 jelre van szükség. Ha 1 közös select jel lenne, akkor az összes slave egyszerre vezérelné a ''MISO'' vonalat, ami, mivel aktív meghajtású, eltérő jelszinteknél (eltérő kiírt bitnél) keresztbehajtást okozna. Ez pedig hajlamos lenne a slave eszközök SPI interfészének elégetésére.

Az adott egység szempontjából szokás MISO helyett SO-nak, mint ''Serial Output'', és MOSI helyett hasonlóan SI-nek nevezni a vezetékeket '''a slave egységen''', a masteren pedig értelemszerűen '''fordítva''', a feladat így kéri.
[[Fájl:Bambi_Vizsga_20140529_SPI_3slave.png]]

Ellenben, ha tényleg csak egy slave select van, lehetséges, hogy '''daisy chain'''-ben vannak a slave-ek, tehát a MISO a masterről megy az egyik outputjára, az ő inputjára a következő outputja és így tovább. Így tényleg csak egy select kell és működőképes a rendszer, de a vadonban nem láttam még olyan eszközt, ahol ennek értelme is lenne.
}}

==10. feladat==
'''
FlexRay hogyan biztosítja a byte szintű órajel szinkronizációt?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|
}}

{{Lábléc - Beágyazott és irányító rendszerek szakirány}}