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Exercícios de projeto digital, Exercícios de Gestão de Projetos de Software

Centro Universitário IBTAGestão de Projetos de Software

Exercícios de projeto digital na engenharia elétrica

Tipologia: Exercícios

2023

Compartilhado em 21/05/2024

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PROJETO DIGITAL
1 Introdução à eletrônica digital
1. A respeito dos sinais e sistemas analógicos, qual afirmativa é verdadeira?
D. As interferências e atenuações têm maior impacto nos sistemas analógicos que demandam exatidão de valores, mas
podem atingir precisão maior que os sistemas digitais.
2. Quantos estados existem em um sinal digital típico?
B. Dois.
3. De que forma o Código Morse pode ser comparado a um sinal digital?
D. Ambos utilizam sinais discretos para codificar uma informação ao longo do tempo.
4. Apesar de atuar essencialmente como uma chave, o relé não é adequado para o desenvolvimento de um sistema
digital. Qual o motivo?
E. O contato do relé pode trepidar no chaveamento.
5. Qual das alternativas elenca duas características importantes no projeto de circuitos digitais?
A. A redução do tempo de chaveamento e a separação dos níveis alto e baixo por uma faixa de nível considerada
inválida.
1.2 Sistemas analógicos e digitais
1. Circuitos lógicos estão presentes nas mais diversas aplicações de eletrônica digital. Reconhecer esses circuitos e
expressar a lógica desses sistemas é necessário para os mais variados projetos, assim como para que seja possível
simplificar as equações dos sistemas. Considere o seguinte circuito lógico:
A. A expressão correta é:
2. Uma tabela-verdade é utilizada para estabelecer a relação entre as diferentes entradas e saídas do circuito lógico.
Entender essas relações e saber expressar a saída em operações da álgebra de Boole é indispensável para aplicações de
sistemas digitais. Considere a seguinte tabela:
B. S' = A+B S'' = (A+B).C
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PROJETO DIGITAL

1 Introdução à eletrônica digital

  1. A respeito dos sinais e sistemas analógicos, qual afirmativa é verdadeira? D. As interferências e atenuações têm maior impacto nos sistemas analógicos que demandam exatidão de valores, mas podem atingir precisão maior que os sistemas digitais.
  2. Quantos estados existem em um sinal digital típico? B. Dois.
  3. De que forma o Código Morse pode ser comparado a um sinal digital? D. Ambos utilizam sinais discretos para codificar uma informação ao longo do tempo.
  4. Apesar de atuar essencialmente como uma chave, o relé não é adequado para o desenvolvimento de um sistema digital. Qual o motivo? E. O contato do relé pode trepidar no chaveamento.
  5. Qual das alternativas elenca duas características importantes no projeto de circuitos digitais? A. A redução do tempo de chaveamento e a separação dos níveis alto e baixo por uma faixa de nível considerada inválida. 1.2 Sistemas analógicos e digitais
  6. Circuitos lógicos estão presentes nas mais diversas aplicações de eletrônica digital. Reconhecer esses circuitos e expressar a lógica desses sistemas é necessário para os mais variados projetos, assim como para que seja possível simplificar as equações dos sistemas. Considere o seguinte circuito lógico: A. A expressão correta é:
  7. Uma tabela-verdade é utilizada para estabelecer a relação entre as diferentes entradas e saídas do circuito lógico. Entender essas relações e saber expressar a saída em operações da álgebra de Boole é indispensável para aplicações de sistemas digitais. Considere a seguinte tabela: B. S' = A+B S'' = (A+B).C
  1. Em um sistema industrial existe um alarme ligado a um sensor de temperatura (A) e a um sensor de pressão (B). Nesse sistema, é necessário que o alarme alerte os técnicos de que a temperatura ou a pressão estão no seu limite (nível lógico alto). Considerando esse problema, indique a tabela-verdade que corresponde corretamente ao funcionamento do sistema de alarme. D. A tabela-verdade correta é:
  2. Em circuitos digitais é possível realizar simplificações para diminuir o número de portas lógicas e, consequentemente, de circuitos integrados presentes em uma aplicação. Considere o seguinte circuito digital: B. S = A+B.C.
  3. Grande parte dos sistemas encontrados em problemas de engenharia apresentam componentes com sinais analógicos e digitais. Para que seja possível trabalhar com esses sistemas e aproveitar as vantagens de ambas as representações, é necessário seguir determinados passos. Sobre a metodologia adotada nesses sistemas, qual é a alternativa correta? E. É necessário converter os sinais analógicos em digitais para o seu processamento. 2.1 Sistemas Digitais
  4. É uma desvantagem dos sistemas digitais: C. Necessidade de conversão constante de analógico para digital e de digital para analógico.
  5. Qual o resultado da expressão em binário: (1002 + 11102) / 102? A. 10012.
  6. Qual o resultado da expressão em decimal: (1000102 – 11102) X 110112? D. 54010.
  7. Qual o resultado da expressão em binário: [(10102 X 11002) + 110112] - 1102? B. 100011012.
  8. Leia atentamente as asserções a seguir: I. A maioria das variáveis (quantidades) físicas são, em sua natureza, analógicas e, geralmente, elas são as entradas e saídas que devem ser monitoradas, operadas e controladas por um sistema. II. Uma variável é um símbolo (geralmente uma letra maiúscula em itálico) usado para representar uma grandeza lógica. III. Um sistema digital é aquele que recebe entradas analógicas e gera saídas digitais. Com relação às asserções acima podemos afirmar que: A. Somente as asserções I e II estão corretas.

E.

3.1 Lógica sequencial

  1. Os flip-flops são dispositivos digitais que armazenam estados enquanto estiverem alimentados. Há quatro tipos básicos deles, com formas diferentes de operação, sendo o mais básico de todos o flip-flop RS. Qual das alternativas a seguir apresenta um flip-flop cuja função é a mesma do flip-flop tipo RS, exceto no caso em que ambas as entradas estão ativas? C. Tipo JK.
  2. Considere que os FFs tipo T do circuito a seguir operam na borda positiva do sinal de clock e, inicialmente, todas as saídas diretas estão em 0. Qual será o valor, da esquerda para a direita, de cada uma das saídas diretas dos FFs quando o clock estiver saindo do nível alto pela terceira vez? B.1112.
  3. Três tipos diferentes de FF são utilizados conectados conforme a imagem a seguir. Todos atuam na borda negativa do clock. Qual será o valor, da esquerda para a direita, de cada uma das saídas dos FFs na quarta borda positiva detectada? Considere, inicialmente, todas as saídas diretas estejam em 0. A.1002.
  4. Tanto contadores síncronos quanto assíncronos podem aproveitar as entradas assíncronas para alterar o padrão de contagem com início diferente do original, um valor limite de contagem que seja menor que a a capacidade binária. Qual das alternativas melhor descreve o contador da imagem?

A. Contador assíncrono, crescente, com mínimo em 0 e máximo em 9.

  1. Um flip-flop tipo T alterna a saída quando recebe as entradas adequadas, porém a forma como sua saída é utilizada para orientar os flip-flops seguintes pode ditar a ordem de uma contagem ou modificar o padrão desta, não sendo, necessariamente, um avanço aritmético. Para que o circuito a seguir inverta a ordem de contagem, qual mudança poderá ser feita? B. A porta NAND deve receber todas as saídas Q e acionar os pinos CLEAR somente do segundo e no terceiro FF da esquerda para a direita. Também, ao invés da saída direta, deverão ser usadas as saídas invertidas para ativar os pinos de clock/habiltação dos FFs. 3.2 Circuitos lógicos sequenciais
  2. Os circuitos lógicos combinacionais são limitados em sua utilização, já que não possuem memória, ou seja, não podem armazenar bits e lê-los depois. Por sua vez, um circuito lógico sequencial é composto de um circuito lógico combinacional acrescido de um elemento de memória. Com base em sua estrutura, o circuito lógico sequencial pode ter diferentes comportamentos, originando modelos distintos. Qual a diferença entre esses modelos? A. No modelo de Moore, as saídas dependem unicamente do estado no qual o circuito se encontra. No modelo de Mealy, as saídas não dependem apenas do estado atual do circuito, mas também do valor atual das entradas externas.
  3. Os diferentes tipos de flip-flops podem ser diferenciados pelo número de entradas, pelas quais o estado atual dos circuitos de memória é modificado. Os tipos mais comuns de flip-flops são os latches. Os latches têm dois níveis de sinais de entrada e são utilizados na construção de flip-flops mais complexos. Qual das alternativas a seguir apresenta a tabela de transição de estados correta para o latch RS? E.
  1. Os diagramas de estados são utilizados com o intuito de: E. Modelar o sistema com todos os detalhes e as sequências para a elaboração do circuito digital sequencial relativo ao problema. 4.2 Entradas e saídas digitais
  2. Os hardwares de desenvolvimento Arduino possibilitam inúmeras aplicações, pois seu baixo custo, combinado com a facilidade de programação e grandes comunidades fazendo uso e divulgando o conhecimento, colaborou para a permeabilidade do uso em diferentes áreas e níveis de conhecimento. Analisando os comandos a seguir, identifique qual opção está estruturada com os parâmetros e as grafias corretas. A. digitalRead(pin) e digitalWrite(pin).
  3. Deseja-se fazer uma montagem eletrônica utilizando uma placa de desenvolvimento Arduino para acionamento de LEDs. Os LEDs serão ligados diretamente aos pinos de saída digital, fazendo uso apenas de resistores para limitar a corrente em 25 mA. Qual a quantidade máxima de LEDs que podem ser acionados simultaneamente? B. 8.
  4. Em um sistema de controle de um aquecedor, deseja-se acionar as resistências conforme a temperatura ambiente e, ao mesmo tempo, fazer o monitoramento de que a resistência foi devidamente acionada. Para isso, utilizou-se um relé de duplo contato, sendo um contado para a resistência e outro para o monitoramento. Identifique qual código a seguir está correto. C. pinMode(2,OUTPUT); pinMode(10,INPUT); digitalWrite(2, HIGH); if(digitalRead(10){//OK} else{//NOK}.
  5. Para fazer o controle de velocidade de uma esteira de movimentação de mercadorias, utiliza-se um motor de corrente contínua e uma saída PWM do controlador, para modular a tensão aplicada ao motor e consequentemente obter o controle desejado. Informe qual é o pino mais adequado para ser dedicado a essa saída digital. D. 3.
  6. Caso um circuito com um botão e um resistor de pull-up com valor de 20 kOhm seja montado em um Arduino e o código apresente a função pinMode(pin, INPUT_PULLUP), qual será a resistência real que estará sendo apresentada no circuito? E. 10 kOhm. Contadores
  7. Você é estudante da área de Ciências das Tecnologias e está matriculado na disciplina de Circuitos Digitais. Durante um laboratório, o professor apresenta uma prática utilizando contadores assíncronos e solicita que você trabalhe com o atraso de propagação do dispositivo contador assíncrono. Esse atraso, se elevado, pode ocasionar problemas na contagem e não permite o disparo dos flip-flops (FF) que estão mais no fim do arranjo do contador, de acordo com a figura a seguir.

Sabendo que a frequência do clock que está conectado ao FF é de 20MHz, e o tpd=20ns, a partir de qual número do FF (ou bit) começaram os problemas de disparo por causa do atraso de propagação durante a contagem? Suponha que o disparo é realizado por borda descendente. C. 3.° bit.

  1. Você está atualmente nos últimos semestres da faculdade e, neste ano, você decidiu se matricular na disciplina de Circuitos Digitais, para se interiorizar mais sobre conhecimentos de Eletrônica Digital e Sistemas Lógicos. Nessa altura da disciplina, você está estudando contadores digitais síncronos e assíncronos, crescentes e decrescentes. O professor apresenta um contador síncrono de 4 bits, tal como apresentado na figura a seguir. Em seguida, solicita para que você identifique se é um contador crescente ou decrescente. O professor ainda oferece as saídas temporais das variáveis A, B, C e D, o que facilita a identificação do tipo de circuito. Agora, suponha que o estado atual do contador é 1011 (D=1, C=0, B=1 e A=1), qual é o valor de saída no seguinte ciclo de relógio? Suponha que o clock é de borda descendente. Qual é o valor de saída no seguinte clock em números decimais? B.10.
  2. Você e um colega estão tentando montar um circuito que faça a contagem de tempo, mas por enquanto estão testando somente um bit. Cada bit será utilizado como um dígito de um display para um relógio digital que será montado na sua escola. Para tanto, de acordo com o circuito proposto e simulado por um colega seu, tal como a figura, qual será o valor de contagem máximo que apresentará o display do dito circuito? Qual é o número maior que pode ser observado no display? D. 5.

de Contador de Programa (PC)? A. Fornecer a CPU o endereço de memória de onde será lida a instrução a ser processada.

  1. Um computador tem diferentes tipos de memórias, as quais têm características distintas quanto a sua capacidade de armazenamento, custo e velocidade de acesso aos dados. No que diz respeito à hierarquia de memória, qual é a ordem correta do topo para a base da pirâmide de hierarquia? B. Registradores – memória cache – memória principal – memória secundária.
  2. Os dispositivos de memória secundária são essenciais para o armazenamento de grandes volumes de dados, ocupando assim um papel importante na utilização dos computadores. Qual é a principal característica dos dispositivos de memória secundária? D. Armazenamento permanente dos dados.
  3. Os dispositivos de armazenamento que se caracterizam como memória secundária têm diferentes capacidades de armazenamento de informações, variando desde alguns megabytes até a gradeza de terabytes. Qual é a opção de memória secundária que permite a facilidade de portabilidade dos dados salvos, garantindo armazenamento na casa dos gigabytes? E. Pen drive. Projeto em nível de transferência de registradores
  4. A figura apresenta o diagrama esquemático de um circuito digital combinacional com cinco entradas (A, B, C, D e E) e uma saída (S) e seis portas lógicas distintas. Considerando que todas as seis portas lógicas do circuito têm o mesmo atraso, determine o caminho crítico do circuito. C. C – 3 – 4 – 5 – 6 – S.
  5. A figura apresenta o diagrama esquemático de um circuito digital combinacional com cinco entradas (A, B, C, D e E) e uma saída (S). Considerando que cada porta lógica insere um atraso de 10 nanosegundos, determine qual é a frequência máxima de operação do circuito. B. 25 MHz.
  6. O circuito digital apresentado no diagrama da figura contém diversas portas lógicas que, associadas, geram um circuito puramente combinacional. Considerando que os atrasos individuais de cada porta lógica, em nanosegundos, foram indicados no próprio diagrama da figura, determine qual é o atraso do caminho crítico desse circuito.

A. 11 nanosegundos.

  1. O emprego de técnicas de otimização visa o melhoramento de algumas características do circuito em detrimento de outras, isto é, quando algum parâmetro é melhorado, outros podem ser degradados. Considerando essa afirmação, pode-se afirmar que o pipeline: D. aumenta a frequência máxima do circuito, aumentando a área ocupada.
  2. As técnicas de otimização de circuitos baseadas em escalonamento de operadores e/ou compartilhamento de componentes são baseadas majoritariamente no princípio da multiplexação de sinais e dados. Pode-se destacar que os circuitos, após serem otimizados por meio dessas técnicas, apresentam o seguinte comportamento: D. Diminuição da frequência de operação do circuito. Dispositivos lógicos programáveis (pld, pal, pla)
  3. Em relação à caracterização geral dos dispositivos lógicos programáveis (PLDs), marque a alternativa que melhor representa essa classe de dispositivos. C. Os dispositivos lógicos programáveis são constituídos de portas lógicas AND e OR, onde é possível a elaboração de lógicas digitais de soma de produtos, podendo ser utilizadas em soluções por minitermos de tabelas-verdade.
  4. Os dispositivos PAL e PLA são tipos de dispositivo lógico programável (PLD). Assinale a alternativa que os diferencia corretamente. E. Nos dispositivos PLA tanto os arranjos de portas AND quanto os de portas OR são programáveis, já nos PAL somente os arranjos de portas AND são programáveis.
  5. Os dispositivos lógicos programáveis (PLDs) são utilizados na substituição de circuitos integrados (CIs) de portas lógicas em um sistema de controle por lógica digital, pois este possui apenas um chip com uma lógica programável. Sobre estes dispositivos, é correto afirmar que: B. os dispositivos GAL têm funcionamento similar aos dispositivos PAL, mas com a possibilidade de reprogramação.
  6. Os diagramas de dispositivos lógicos programáveis (PLDs) suprimem linhas de conexão, a fim de simplificar o esquemático e, consequentemente, melhorar o seu entendimento. Em relação a estes diagramas, é correto afirmar que: B. a marcação "X" no diagrama representa a conexão intacta, onde de fato existe contato elétrico no circuito.
  7. A figura da questão representa um dispositivo PAL programado que tem a seguinte expressão digital: