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T
1
0
1
0
1
0
y
I
=1
=1
x
I
x
I
s
0
s
1
x
x
I
T
s
1
s
0
y
00
a)
b)
1
0
Abb. 1.82. Schaltung und Signalverläufe zu Aufgabe 1.20
Aufgabe 1.21
Zur Funkübertragung von Daten werden balancierte Codes eingesetzt. Das
sind Codes, bei denen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters die Anzahl der
übertragenen Nullen gleich der Anzahl der übertragenen Einsen ist. Für einen
so codierten Datenstrom ist eine Überwachungsschaltung zu konstruieren, die
die Differenz zwischen der Anzahl der empfangenen Einsen und der Anzahl
der empfangenen Nullen N
1
N
0
überwacht und, wenn diese den Wert 3
unterschreitet oder den Wert drei überschreitet, das Fehlersignal y aktiviert.
Die nachfolgende Tabelle zeigt einen Beispielablauf:
Eingabe x 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 :::
N
1
N
0
0 1 0 -1 -2 -3 -3 -2 -3 -2 -1 0 1 2 3 3
Ausgabe y 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 :::
Entwerfen Sie einen Zustandsgraphen zur Nachbildung dieser Funktion.
Aufgabe 1.22
Morsezeichen bestehen aus Punkten und Strichen. Punkte sind kurze Impul-
se. Ihre Länge soll in einem Bereich von t
P
= 200:::300 ms liegen. Striche
sind lange Impulse, die eine Zeitdauer zwischen t
S
= 600:::900 ms haben sol-
len. Die Taktfrequenz der zu entwerfenden Schaltung sei f
T
= 20 Hz und die
Prellzeit der Eingabesignale viel kleiner als die Taktperiode. Entwerfen Sie ei-
ne Schaltung mit einer Eingabetaste für das Morsesignal, einer Eingabetaste
zum Initialisieren, einem bitorientierten Ausgabesignal p, das nach Empfang
eines Punktes, einem bitorientierten Ausgabesignal s, das nach Empfang eines
Strichs und einem bitorientierten Ausgabesignal err, das nach Empfang eines
Impulses unzulässiger Breite für einen Takt aktiviert (auf »1« gesetzt) wird.
a) Skizzieren Sie die Gesamtschaltung mit einem Automaten, dessen Über-
gangs- und Ausgabefunktion als Black-Box dargestellt ist.
b) Entwerfen Sie den Operationsablaufgraphen unter Verwendung eines Zäh-
lers.
c) Beschreiben Sie die Gesamtfunktion in VHDL durch Abtastprozesse und
kombinatorische Prozesse.
