3.9 Aufgaben
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3.6: Der Übergang auf diskrete Werte basiert auf Analog/Digital- (A/D-) Wandlern.
Entwickeln Sie einen Flash-A/D-Wandler für positive und negative Eingangsspannungen! Die Ausgabewerte sollten als 3-Bit-Zweierkomplementzahlen kodiert sein,
sodass wir zwischen acht verschiedenen Spannungsbereichen unterscheiden können.
3.7: Angenommen, wir arbeiten mit einem 4-Bit-A/D-Wandler nach dem Wägeprinzip. Der Eingangsspannungsbereich reicht von V min =1 V (=00000) bis V max
=4,75 V (=11111). Welche Schritte werden benötigt, um Spannungen von 2,25 V,
3,75 V und 18 V zu wandeln? Zeichnen Sie ein Diagramm wie in Abb. 3.12, welches
die sukzessive Approximation an diese Spannungen zeigt!
3.8: Vergleichen Sie den Flash-basierten Wandler mit dem Wandler nach dem Wägeprinzip. Nehmen Sie an, Sie möchten zwischen n verschiedenen Spannungsintervallen unterscheiden. Tragen Sie die jeweilige Komplexität in die Tabelle 3.2 mit der
O-Notation ein.
Tabelle 3.2 Komplexität von A/D-Wandlern
Flash-Konverter
Konverter nach dem Wägeprinzip
Zeitkomplexität
Hardwarekomplexität
3.9: Angenommen, wir legen ein Sinussignal an den Eingang des Konverters aus
Aufgabe 3.6 an. Zeichnen Sie den Verlauf des Quantisierungsrauschens für diesen
Fall!
3.10: Welches sind typische Eigenschaften von DSP-Prozessoren?
3.11: Welche Komponenten einhält ein FPGA (Beispiel: Xilinx-FPGAs)? Welche
Komponenten werden benutzt, um Boolesche Funktion zu realisieren? Wie werden
FPGAs konfiguriert? Sind FPGAs energieeffizient? Für welche Anwendungen sind
FPGAs gut?
3.12: Was ist die Grundidee von VLIW-Prozessoren?
3.13: Was ist eine „ single-ISA heterogeneous multi-core architecture” ? Warum nutzt
man solche Architekturen?
3.14: Erläutern Sie die Begriffe „GPU” und „MPSoC”!
3.15: Einige FPGAs unterstützen die Realisierung aller Booleschen Funktionen von
sechs Variablen. Wie viele solcher Funktionen gibt es? Wir ignorieren dabei, dass
sich einige Funktionen nur um die Umbenennung von Variablen unterscheiden.
3.16: Im Zusammenhang mit Speichern sagen wir manchmal small is beautiful.
Welchen Grund kann es dafür geben?
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3.6: Der Übergang auf diskrete Werte basiert auf Analog/Digital- (A/D-) Wandlern.
Entwickeln Sie einen Flash-A/D-Wandler für positive und negative Eingangsspannungen! Die Ausgabewerte sollten als 3-Bit-Zweierkomplementzahlen kodiert sein,
sodass wir zwischen acht verschiedenen Spannungsbereichen unterscheiden können.
3.7: Angenommen, wir arbeiten mit einem 4-Bit-A/D-Wandler nach dem Wägeprinzip. Der Eingangsspannungsbereich reicht von V min =1 V (=00000) bis V max
=4,75 V (=11111). Welche Schritte werden benötigt, um Spannungen von 2,25 V,
3,75 V und 18 V zu wandeln? Zeichnen Sie ein Diagramm wie in Abb. 3.12, welches
die sukzessive Approximation an diese Spannungen zeigt!
3.8: Vergleichen Sie den Flash-basierten Wandler mit dem Wandler nach dem Wägeprinzip. Nehmen Sie an, Sie möchten zwischen n verschiedenen Spannungsintervallen unterscheiden. Tragen Sie die jeweilige Komplexität in die Tabelle 3.2 mit der
O-Notation ein.
Tabelle 3.2 Komplexität von A/D-Wandlern
Flash-Konverter
Konverter nach dem Wägeprinzip
Zeitkomplexität
Hardwarekomplexität
3.9: Angenommen, wir legen ein Sinussignal an den Eingang des Konverters aus
Aufgabe 3.6 an. Zeichnen Sie den Verlauf des Quantisierungsrauschens für diesen
Fall!
3.10: Welches sind typische Eigenschaften von DSP-Prozessoren?
3.11: Welche Komponenten einhält ein FPGA (Beispiel: Xilinx-FPGAs)? Welche
Komponenten werden benutzt, um Boolesche Funktion zu realisieren? Wie werden
FPGAs konfiguriert? Sind FPGAs energieeffizient? Für welche Anwendungen sind
FPGAs gut?
3.12: Was ist die Grundidee von VLIW-Prozessoren?
3.13: Was ist eine „ single-ISA heterogeneous multi-core architecture” ? Warum nutzt
man solche Architekturen?
3.14: Erläutern Sie die Begriffe „GPU” und „MPSoC”!
3.15: Einige FPGAs unterstützen die Realisierung aller Booleschen Funktionen von
sechs Variablen. Wie viele solcher Funktionen gibt es? Wir ignorieren dabei, dass
sich einige Funktionen nur um die Umbenennung von Variablen unterscheiden.
3.16: Im Zusammenhang mit Speichern sagen wir manchmal small is beautiful.
Welchen Grund kann es dafür geben?