4. Narysuj schemat bramki NAND w CMOS i opisz działanie.

Działanie tej bramki polega na otwieraniu tranzystorów podłączonych do napięcia które chcemy otrzymać na wyjściu, a zamykaniu prowadzących do napięcia przeciwnego. Dzięki zastosowaniu tranzystorów PMOS polaryzowanych Vdd oraz NMOS polaryzowanych GND obie gałęzie operują na tym samym sygnale wejściowym (nie jest wymagana jego negacja). Szeregowe łączenie tranzystorów zapewnia że należy otworzyć oba aby otworzyć daną drogę, a równoległe że otwarcie danej drogi powodowane jest otwarciem pojedynczego tranzystora. Dzięki zastosowaniu technologii MOS i podłączaniu wejść bramki tylko do bramek tranzystorów wejścia praktycznie nie pobierają prądu (istotnym wyjątkiem jest chwila zmiany sygnału).

5. Metastabilność – wyjaśnij kiedy może powodować błędne działanie układów, sposoby eliminacji.

Każdy układ dwustabilny posiada trzeci stan, który jest niestabilny i jest przyczyną zjawiska metastabilności. Sygnał wejściowy przerzutnika nie może się zmieniać w czasie aktywnego zbocza zegarowego oraz tuż przed i tuż po nim. Jeśli warunek nie jest spełniony, przerzutnik może znaleźć się w stanie metastabilnym. Rzeczywisty układ po pewnym czasie przejdzie ze stanu metastabilnego w jeden ze stanów stabilnych. Nie wiadomo, który ze stanów stabilnych zostanie osiągnięty. Prawdopodobieństwo, że układ pozostanie w stanie metastabilnym przez czas t jest proporcjonalne do e^-t, ale nigdy nie spada do 0. Wyjście przerzutnika w stanie metastabilnym ma określoną wartość logiczną. Przestają obowiązywać prawa logiki. Jeśli na wejście przerzutnika podajemy sygnał asynchroniczny, to od czasu do czasu przerzutnik przejdzie w stan metastabilny.

Sposoby eliminacji:

- Synchronizacja zegarów za pomocą pętli fazowej(rozwiązanie drogie i nie zawsze możliwe)

- Synchronizacja przesyłanych danych

- Przemyślane rozprowadzenie sygnałów, nie tylko zegarowych

- Sygnały zegarowe przesunięte w fazie

8. Opisać typy pamięci RAM(budowa i sposób działania).

Pamięć RAM- jest to podstawowy rodzaj pamięci o dostępie swobodnym, nieodzowna w każdym komputerze, przechowująca całość lub część bieżąco wykonywanego programu. Pamięć operacyjna pozostaje w stałym kontakcie z procesorem, dla którego przedstawia logicznie uporządkowany ciąg komórek.

Podział pamięci RAM ze względu na budowę:

- SRAM (static RAM)- pamięć statyczna, cechuje ją bardzo krótki czas dostępu do poszczególnej komórki i nieulotność. Wadą pamięci SRAM jest ich wysoka cena.
- DRAM (dynamic RAM)- pamięć dynamiczna, jest wolniejsza niż pamięć SRAM, a w dodatku jest ulotna. Aby pamięć ta nie traciła danych trzeba ją odświeżać z częstotliwością co najmniej kilkuset Hz. Odświeżanie polega na zwykłym odczycie zawartości komórki.
- SDRAM (synchro dynamic RAM)- pamięć dynamiczna, synchroniczna. Podobna do pamięci DRAM z tym, że dostęp do pamięci jest zsynchronizowany z zewnętrznym zegarem taktującym procesora.
- DDR SDRAM (double data rate RAM)- nowy rodzaj pamięci SDRAM cechujący się dwukrotnie większą szybkością działania niż tradycyjne moduły. Pamięć typu DDR RAM wykonuje dwa cykle pracy w ciągu jednego impulsu zegara.

9. Na podstawie schematu narysować 10 okresów zegarowych Q1,Q2 gdy na początku Q1,Q2=0.