Processamento Digital de Sinais

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PROCESSAMENTO DIGITAL DE SINAIS
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.
Sistema de numeração digital
1. 
Quais são os três tipos de sistemas numéricos mais utilizados em sistemas digitais?
D. 
Binário, octal e hexadecimal.
2. 
De que forma o número decimal 983 será representado no formato BCD?
B. 
1001 1000 0011​​​​​​​2​​​​​​​.
3. 
Qual é o produto da multiplicação dos binários 100102 e 10112?​
A. 
110001102​​​​​​​.
4. 
Qual opção representa a correta conversão do número 1010112 para o sistema decimal?
D. 
43.
5. 
Assinale a opção que apresenta as corretas conversões de sistema para o número hexadecimal F516.
A. 
111101012 / 3658 / 24510.
Lógica combinacional
1. 
Assim como existem diferentes tipos de transistores e formas de polarização para cada um deles, também poderão ser construídos circuitos digitais aproveitando-se dessas diferentes tecnologias, cada qual com suas vantagens e desvantagens.
Assinale a alternativa que melhor descreve as características da referida tecnologia utilizada para circuitos digitais.
E. 
Devido às características de chaveamento de baixa potência e ao tamanho reduzido, o MOSFET utilizado nos circuitos CMOS permitiu que os circuitos digitais ampliassem em muito a frequências de processamento.
2. 
A tabela verdade é o mapeamento de todas as saídas resultantes para cada uma das combinações de entradas possíveis a um dado sistema. A partir dela, são extraídas as expressões booleanas que representarão um circuito digital.
Qual expressão booleana representa adequadamente a tabela verdade de entradas A e B abaixo?
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C. 
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3. 
Cada porta lógica possui um operador booleano que a representa. Obedecendo aos devidos critérios de prevalência, é possível obter a expressão booleana a partir de um circuito que utilize a simbologia padrão das portas lógicas.
Qual expressão representa o circuito lógico da imagem?
​​​​​​​
D. 
​​​​​​​
4. 
Várias expressões podem ter exatamente o mesmo significado, ou seja, uma vez resolvidas para todas as combinações de entradas possíveis, ambas apresentam os mesmos resultados para todas as condições. É claro que algumas soluções serão menores em quantidade de operações e algumas vezes até de variáveis utilizadas, sendo preferível a que for mais simplificada, pois resultará em um menor circuito lógico e, portanto, economizará portas lógicas.
Qual alternativa apresenta uma expressão simplificada para a expressão a seguir?​​​​​​​
A. 
​​​​​​​
5. 
O mapa de Karnaugh reorganiza a tabela verdade, uma saída de cada vez, e permite a obtenção de uma expressão booleana simplificada utilizando-se apenas de critérios gráficos simples.
Considerando o mapa de Karnaugh a seguir, qual alternativa representa a expressão mais simplificada?​
​​​​​​​
E. 
​​​​​​​
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.
5. 
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.
Componentes de blocos operacionais e aplicações
1. 
Um microprocessador agrupa diversos circuitos lógicos a fim de possibilitar inúmeras soluções de forma dinâmica e compacta. Qual é o principal elemento de processamento onde a maior parte das operações acontece?
B. 
Unidade lógica e aritmética.
2. 
Os processadores não costumam acessar a memória principal a todo instante para reduzir o tempo de processamento. Para contornar esse problema, são utilizados registradores. Um deles, no entanto, se diferencia por servir tanto de entrada como de saída para os blocos operacionais. Que registrador é esse?
B. 
Registrador acumulador.
3. 
Contadores são utilizados para criar máquinas de estados. Existem contadores em formatos específicos para uso com máquina de estados que reduzem o tamanho do decodificador vinculado. Com base nessas informações, quantos flip-flops são necessários para criar uma máquina com quatro estados?
D. 
Dois flip-flops do tipo D se utilizados no formato de contador Johnson.
4. 
Os contadores em anel são muito utilizados no controle de máquinas de estado. Qual será a sequência de estados de um registrador de 3 bits configurado para operar como um contador Johnson?
A. 
0002 → 1002 → 1102 → 1112 → 0112 → 0012
5. 
Considerando [A] como sendo o registrador acumulador de entrada paralela e saída serial (com quatro bits de multiplicador), dividido em [As] para receber a soma e [Am] que é iniciado com o multiplicador, [B] como sendo o registrador de multiplicando e [S] como a saída de um somador completo, cujas entradas são [B] e os quatro bits mais significativos do registrador [A],marque a alternativa que descreve a sequência de operações para a multiplicação entre os números 11012 e 102 utilizando um circuito de multiplicação por soma e deslocamento.
D. 
[A] = 11012; [B] = 102; [S] → [As]; [A] → [A].
Dispositivos de memórias
1. 
Considerando que uma CPU possui um barramento de dados de 16 bits e um barramento de endereços 10 bits, determine a capacidade máxima de memória que pode ser associada a essa unidade de processamento central (em bits).
C. 
16.384 bits.
2. 
Sabendo que você dispõe de uma memória com capacidade total de 64k bits (65.536 bits), determine as organizações possíveis dessa memória considerando, respectivamente, palavras de 8, 16 e 32 bits.​​​​​​​B. 
8k x 8 bits; 4k x 16 bits; 2k x 32 bits.
3. 
Considerando que você dispõe de uma memória RAM estática 2124 de 4k x 8 bits, quais são, respectivamente, as características dessa memória quanto ao tamanho do barramento de endereços, tamanho do barramento de dados, número de palavras, tamanho da palavra e à capacidade total de memória em bits?​​
A. 
12 bits, 8 bits, 4.096 palavras, 8 bits, 32.768 bits.
4. 
Considere que você dispõe de uma CPU com barramento de 16 bits de endereços e um barramento de 8 bits de dados. Sabendo que você dispõe de memórias com capacidade de 16k x 8 bits, determine quantas memórias associadas em série serão necessárias para se obter a capacidade total de endereçamento da CPU.​​​​​​​
C. 
Quatro.
5. 
Considere que você dispõe de uma CPU com barramento de 10 bits de endereço e um barramento de dados de 32 bits. Sabendo que você dispõe de memórias com capacidade de 1k x 4 bits, determine quantas memórias associadas em paralelo serão necessárias para se obter a capacidade total de endereçamento da CPU.
E. 
Oito.
Interface com o mundo analógico
1. 
A imagem a seguir apresenta o diagrama esquemático de um conversor digital-analógico de quatro bits. 
Sabendo que a tensão de referência é de 6 volts e o dado digital de entrada é igual a 1001,  marque a alternativa que indica o nível de tensão em módulo que o conversor irá gerar na saída.​​​​​​​
D. 
3,6V.
2. 
O conversor digital-analógico apresentado abaixo, cuja tensão de referência é de 16 volts, gera uma tensão na saída analógica de −4V.​​​​​​​
​​​​​​​Sabendo que esse circuito possui uma rede de resistores R-2R, marque a alternativa que apresenta o dado digital de entrada que gera esse nível de tensão na saída.
Dica: considere que o bit mais significativo do dado é o D7.​​​​​​​
E. 
D7...D0 = 01000000.
3. 
Sabendo que o conversor digital-analógico (D/A), a seguir, possui uma tensão de fundo de escala próxima de 10 volts, marque a alternativa que apresenta a resolução do conversor.​​​​​​​
​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​
A. 
39,2mV.
4. 
Um conversor digital-analógico (D/A) de 4 bits de dado digital possui uma resolução de 1V. Qual é o número mínimo de bits que um conversor de mesma natureza deve possuir para melhorar a sua resolução em 100 vezes?​​​​​​​​​​​​​​
E. 
11 bits.
5. 
Um conversor digital-analógico (D/A) de 8 bits de dado digital possui uma resolução de 0,1V. Qual é a resolução percentual desse conversor?​​​​​​​​​​​​​​
C. 
0,39%.
Desenvolvimento físico de um sistema digital
1. 
Considerando as caraterísticas dos projetos de circuitos integrados totalmente customizados (full-custom), pode-se dizer que:
E. 
são circuitos cujos consumos de potência são melhores que os dos circuitos de gate array.
2. 
Considerando as características estruturais de um FPGA básico, quais dos elementos abaixo não faz parte da estrutura de um FPGA?
B. 
Gate array.
3. 
As tabelas de consulta (lookup tables – LUT) dos FPGAs possuem sua estrutura interna baseada em uma implementação fisicamente que utiliza:
A. 
memórias.
4. 
Um circuito digital foi implementado em um FPGA utilizando duas LUTs, conforme o diagrama apresentado na abaixo.
Você conhece o comportamento de cada LUT mediante a cada tabela de verdade correspondente, que também são apresentados na sequência.
Determine a tabela verdade do sinal sinal Y, que corresponde a saida do FPGA.
D. 
​​​​​​​​​​​​​​
​​​​​​​
5. 
Uma lookup table possui a sua configuração interna de acordo com a Tabela 3. Considerando isso, determine o diagrama esquemático do circuito digital equivalente dessa configuração.​​​
C. 
​​​​​​​​​​​​​​
Projeto em nível de transferência de registradores
1. 
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.
2. 
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.
3. 
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.
4. 
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.
5. 
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.
Linguagem de descrição de hardware
1. 
Considerando que a imagem a seguir apresenta a descrição VHDL comportamental de um circuito digital puramente combinacional, determine a tabela verdade equivalente ao circuito digital.​​​​​​​
​​​​​​​
A. 
2. 
Considerando que a figura a seguir apresenta a descrição VHDL comportamental de um circuito digital puramente combinacional, determine a tabela verdade equivalente às saídas ‘c’, ‘d’, ‘e’ e ‘f’’ do circuito digital.
​​​​​​​
D. 
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3. 
Considerando o comportamento lógico da descrição VHDL apresentada na figura a seguir, determine a tabela verdade do circuito elemento registador modelado através de uma linguagem de descrição de hardware.
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E. 
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4. 
A figura a seguir apresenta a descrição comportamental de um circuito digital sequencial com característica funcional de uma máquina de estados finitos (finite state machine – FSM). Determine o diagrama de transições dos estados da FSM relativo ao circuito da figura.
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B. 
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5. 
A figura a seguir apresenta a descrição comportamental de um circuito digital sequencial com característica funcional de uma máquina de estados finitos (finite state machine – FSM). Determine o diagrama de transições dos estados da FSM relativa ao circuito da figura.​​​​​​​
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C. 
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