Guía de Ingreso: Área Electrónica

Maestría en Cibertrónica
Guía de Ingreso: Área Electrónica
I.
Arquitectura de Computadoras
INSTRUCCIONES: Resuelve en equipo las siguientes
preguntas. Las respuestas se entregan individualmente
al final de la clase. El objetivo del ejercicio es que
discutas los elementos que deben integrar la respuesta
correcta.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
¿Qué es el BIOS?
En donde se encuentra el BIOS?
¿Qué dispositivos se controlan con el BIOS?
¿Qué es el ROM BIOS?
¿Para que sirve la parte no residente del BIOS?
¿Para que sirve el archivo IO.SYS?
¿Qué es el kernel del SO?
¿Cómo se accede a las funciones del sistema?
¿Qué funciones provee el kernel?
Menciona cinco servicios del BIOS
¿Cómo se invocan los servicios del BIOS?
¿Como se solucionan los conflictos entre
interrupciones del BIOS?
¿En que lenguaje se programan las rutinas de
interfase?
¿Qué interrupción corresponde al servicio de
comunicaciones seriales?
Lista los subservicios del BIOS RS-232
Describe brevemente cada uno de los
subservicios
¿Qué información se requiere para inicializar al
puerto serial?
Muestra la tabla para configurar el BAUD RATE
Muestra la tabla para configurar la paridad
Muestra la tabla para configurar los bits de paro
Muestra la tabla para configurar el tamaño de
los datos
¿para que sirve el servicio 80H y 81H?
Definición del SO.
Escribe 3 funciones del sistema operativo.
¿Qué es un compilador?
1. ¿Qué es la Arquitectura de una computadora?
Elementos a considerar:
a. Hardware y Software.
b. Encapsulamiento.
c. Organización.
2. ¿Cuáles son los objetivos de la Arquitectura de
las computadoras?
Elementos a considerar:
a. Computadoras de propósito general
o específico.
b. Velocidad y Costo.
c. Aplicaciones.
3. ¿Por qué es importante conocer la arquitectura
de un procesador?
Elementos a considerar:
a. Funcionamiento interno del µP
b. Ejecución de programas.
c. Relación con el BIOS y el SO.
4. Para una compuerta AND:
a. Dibuja el diagrama esquemático
b. Dibuja el diagrama de simulación
c. Dibuja el layout.
5. Escribe un programa en ensamblador que
escriba en el centro de la pantalla “Hola Mundo”.
El programa debe de tener las siguientes
características:
a. Utilizar subrutinas.
b. Comentar cada línea
c. Decir el valor final de los registro
AX, BX, CX, y DX.
6. Define de la forma mas completa los siguientes
términos:
a. Registro.
b. Bus bidireccional
c. Directiva de ensamblador
d. Interrupción
e. DMA
f. Dirección física
g. Encapsulamiento
h. Banderas
i. Segmentación
7. Describe para que se utilizan los siguientes
registros o banderas:
a. ZF
b. CS
c. SS
d. IP
e. SF
f. DF
g. OF
h. BS
i. DS
8. Observa la figura y contesta:
a. Título de la figura
b. Para que se utiliza este esquema de
funcionamiento
c. En que factor se incrementa la
velocidad
Maestría en Cibertrónica
9. Para el siguiente esquema define la función de
cada uno de los Buses y el por que son
unidireccionales o bidireccionales.
10. Explica de la forma mas completa cada uno de los
siguientes esquema
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.
11. Observa los diagrama de tiempos de la siguiente
figura y contesta las preguntas para cada uno de
ellos
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a)
b)
c)
d)
¿De que instrucción se trata?
¿Qué indica la señal ALE?
¿En que ciclo de reloj los datos son válidos?
¿Cuántas direcciones se pueden trabajar con 16
bits?
e) ¿Cuándo se utilizan los ciclos TW?
II.
Diseño Lógico
1. Observa el siguiente diagrama de bloques y responde las siguientes preguntas.
a) ¿Cuál es el nombre técnico del circuito que reciben las señales T1?
b) Dibuja la forma de onda para cada una de las seis señales de tiempo.
c) Describe brevemente la operación del circuito.
d) ¿Para que sirve la señal M del ALU?
Entrada de datos
Registros del CPU
Entradas A
Salidas
Registro A
T4
T1
RA
Entradas B
Registro B
ALU
T2
RB
T3
Controlador del CPU
T1 T2 T3 T4
S3 S2 S1 S0
B
A
CO
M
0 1 1 0
1
Unidad Aritmética
CN
RA RB
Generador de tiempo
Lógica
2. Muestre el circuito lógico diseñado para implementar la función T=f(A,B,C,D,E,F), que se indica abajo, usando un
solo MUX de 8X3 y las compuertas AND, OR y NOT que se requieran.
T=(1,5,6,7,8,9,11,13,15,16,17,18,20,21,24,27,29,30,32,33,34,35,36,40,42,46, 49,50,51,52,53,54,55,59,63)
a) Mostrar el mapa de Karnaugh para la función T.
b) Mostrar las simplificaciones por mapas de Karnough de la función T(A,B,C,D,E,F).
c) Mostrar el circuito lógico usando el multiplexor (ver el ejemplo resuelto).
ABCDEF
D
T
EF
00 00 00
0
00 00 01
1
00 00 10
0
00 00 11
0
00 01 00
0
00 01 01
1
00 01 10
1
00 01 11
1
D
00
0
01
11
10
E
F
1
E
1
1
1
DE + EF
1
MUX
T(A,B,C,D,E,F)
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3. El gobierno de la ciudad quiere diseñar un circuito que permita encriptar información vía hardware para evitar el
espionaje y que así se filtre información. En el extremo transmisor se deberá utilizarse un circuito combinacional
que transforme los datos de entrada de acuerdo con la siguiente tabla:
Entrada
Salida
0 0 0
1 0 0 0
0 0 1
0 1 0 0
0 1 0
0 0 1 0
0 1 1
0 0 0 1
1 0 0
1 0 1 0
1 0 1
0 1 0 1
1 1 0
1 0 1 1
1 1 1
1 1 1 1
Por supuesto, en el extremo receptor se debe instalar un circuito que desencripte la información regresándola a
su forma original. Diseña ambos circuitos.
4. Observa el diagrama y determina:
X1A
A
B
1
X3A
3
1
A
3
2
2
X5A
7432N
7400N
1
2
X2A
C
1
X4A
2
1
2
7404N
D
B
3
C
7432N
3
D
7400N
Si tomamos en cuenta que las señales de entrada son las que se muestran arriba determina la forma de onda
para X1A, X2A, X3A, X4A y X5A.
5. Diseña un circuito multiplexor de 32 entradas de datos utilizando multiplexores de 8 entradas de datos, 3
entradas de selección y 2 entradas de habilitación o selección de chip.
6. Observa el siguiente diagrama y contesta las siguientes preguntas.
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a) ¿Cuál es el núcleo del diagrama mostrado?
b) ¿Qué función tiene el bloque AE?
Observa la tabla de abajo y contesta.
c) Muestra la tabla de verdad con M, S1, S0, bi como entrada y yi como salida.
d) Muestra la simplificación mediante un mapa de Karnaugh.
e) Muestra el circuito.
Para la tabla que se muestra determina:
f) La representación en mapa de Karnaugh.
g) La función simplificada.
e) El circuito lógico.
III.
Microprocesadores
3. Determina si las siguientes afirmaciones sobre los PIC’s son falsas o verdaderas.
( )
( )
Tienen una arquitectura Harvard.
La memoria de datos es de tipo DRAM.
( )
La memoria RAM del PIC consta de 64 registros de 8 bits.
( )
Un procesador segmentado ejecuta varias instrucciones al mismo tiempo.
( )
La memoria de instrucciones es de 1024 registros de 8 bits.
( )
( )
Un microcontrolador es un sistema cerrado ya que se programa para tareas
específicas.
Los registros especiales están organizados en dos bancos de memoria.
( )
La terminal MCLR se activa en alto.
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( )
( )
Los puertos son bidireccionales, es decir pueden ser entrada o salida al mismo
tiempo.
El registro Program Counter (PC) se almacena en la memoria de instrucciones.
( )
La arquitectura Von Neumann utiliza una memoria de datos y otra para las
instrucciones.
Una arquitectura ortogonal puede utilizar cualquier elemento de la arquitectura
como fuente o destino.
El Stack está integrado por 8 registros de 8 bits cada uno.
( )
El registro de trabajo W es de 14 bits.
( )
En un PIC, un ciclo de máquina se ejecuta en 4 pulsos de reloj.
( )
La dirección 50H pertenece a los registros de propósito general.
( )
( )
1. Para el código que se muestra contesta las siguientes preguntas
a) ¿Qué son las líneas que empiezan con un punto?
b)
¿Qué define la palabra near en un procedimiento?
c)
¿Qué código se requiere agregar para devolver el
control al SO?
d)
¿Cuál es el propósito de la instrucción ADD en este
programa?
e)
Explica que hace la línea
mov
buffer [bx],0024h
f)
Escribe el código de la subrutina limpia.
g)
Escribe el código de la subrutina posic.
h)
Escribe el código de la subrutina retorno.
i)
Escribe el código de la subrutina desp.
j)
Escribe el código de la subrutina Esch.
.model small
.data
msg1 DB
"Introduzca su nombre $"
msg2 DB
"Su nombre es: $"
msg3 DB
"El numero de caracteres es: $"
buffer DB
15 DUP("$")
.code
;******* Programa Principal ***********************
main proc
near
mov
ax,@data
mov
ds,ax
mov
bl,15d
mov
buffer[0],bl
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call
call
mov
call
call
limpia
posic
dx,offset msg1
desp
retorno
mov
call
mov
mov
mov
add
mov
mov
dx,offset buffer
escr
al,24h
ah,00h
bl,buffer[1]
bl,2d
bh,00h
buffer [bx],0024h
call
mov
call
call
mov
call
retorno
dx,offset msg2
desp
retorno
dx,offset buffer[2]
desp
call
mov
call
mov
add
mov
mov
mov
mov
call
call
retorno
dx,offset msg3
desp
al,buffer[1]
al,30h
buffer[1],al
bl,"$"
buffer[2],bl
dx,offset buffer[1]
desp
retorno
main
endp
2. Observa el siguiente código y contesta las preguntas.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Escribe 5 directivas del ensamblador.
Escribe 3 errores que tenga el programa.
Configura correctamente todo el puerto A como entrada y todo el B como salida.
¿Qué hace la línea ORG
0x000?
¿Qué línea de código debe de incluirse para no tener que escribir la sección de constantes?
¿Qué hace el programa?
list
p=16f84
radix
hex
;----------------------------------------------------------w
equ
0
f
equ
1
porta
equ
0x05
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portb
equ
0x06
;----------------------------------------------------------org
0x000
inicio
movlw
0xff
tris
porta
movlw
0x00
tris
portb
movf
porta,w
movwf
portb
ciclo
goto
ciclo
;
end
3. Observa el siguiente código y contesta las preguntas:
ENCABEZADO
CONSTANTES
Inicio
Org
Call
Call
Call
Goto
0x000
config_puertos
lectura_boton
Asigna_salida
Inicio
end
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
IV.
Muestra el circuito que corresponde al botón de MCLR
Muestra el circuito para leer en el puerto A un dip switch de 4 bits y un push boton
Muestra el circuito para conectar un display de 7 segmentos de ánodo común en el puerto B. No olvides
conectar el ánodo.
Muestra el código que debe colocarse en lugar de la etiqueta ENCABEZADO.
Muestra las constantes que se deben definir en el área de CONSTANTES para mostrar en el display los
números del 0 al 9 y una letra E de error.
Escribe el contenido de la rutina config_puertos haciendo que el display muestre el número cero como
primer valor.
Escribe el código de la subrutina lectura_boton para identificar en que momento se oprime el botón y el
momento en que se suelta. Cada vez que se oprime el botón, el valor del dip switch debe leerse.
Escribe el código de la subrutina Asigna_salida para identificar la salida del puerto B de acuerdo con el
valor leído del dip switch. En esta subrutina se le asigna valor a portb. Para los valores mayores a 9 debe de
desplegarse una letra E.
Modifica la subrutina config_puertos para que el valor inicial sea el del dipswitch.
Modifica la subrutina lectura_boton para que una vez que se oprima el botón el display empiece a moverse
ascendentemente hasta llegar al nueve. Cada que llegue al número 10 debe regresar a cero cíclicamente.
Escribe una subrutina de retardo para que los resultados no aparezcan muy rápido
Muestra como se modifica la instrucción GOTO
Interfases
1. Observa el diagrama y contesta las preguntas.
a)
b)
Determina el tamaño de la memoria
¿Cuántos bancos de memoria se pueden unir?
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c)
d)
e)
¿Qué se requiere para que el contenido de la memoria llegue hasta el bus de datos?
¿Cuál es el rango específico de direcciones para la memoria que se muestra en la figura?
Si las terminales E2 y E3 no estuvieran conectadas a tierra y 5V respectivamente, y se usaran como
bits de dirección ¿hasta que tamaño podría crecer la memoria?
4. Contesta las preguntas
a)
¿Cuántas memorias se pueden conectar en total al arreglo?
b)
Determina el rango de direcciones sobre los que puede trabajar la memoria ROM1
c)
Determina el rango de direcciones sobre los que puede trabajar la memoria ROM2
d)
Determina el rango de direcciones sobre los que puede trabajar la memoria R/WM1
e)
¿Qué estado debe de tener la señal IO/M para que funcionen las memorias?
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5. Explica de la firma mas completa el siguiente diagrama.
6. Escribe el código necesario para que el display muestre la palabra HOLA (no se requiere DELAY)
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7. Escribe el código necesario para que aparezca en el display el número 17
8.
Contesta las siguientes preguntas:
1
2
3
4
5
6
7
STAR:
NXTBYTE:
LXI
MVI
MVI
MOV
CMP
JNC
MOV
H,2050H
C,08H
B,00H
A,M
B
NEXT
B,A
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8
9
10
11
12
13
NEXT:
INX
DCR
JNZ
MOV
OUT
HLT
H
C
NXTBYTE
A,B
PORT1
a)
¿Cuántas veces se repite el ciclo?
b)
En la línea 4, ¿Cuál es la primera dirección a la que se apunta?
c)
En la línea 7, ¿Qué queda almacenado siempre en B?
d)
¿Para que se utilizan las líneas de código 8,9 y 10?
e)
¿Qué número se saca por el puerto?
f)
¿Qué hace este programa?
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Set de Instrucciones y mapa de memoria del PIC
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Set de Instrucciones de INTEL
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