Digitaltechnik

Ihr Ansprechpartner

Prof. Dr. rer. nat.
Stefan Bischoff
Fakultät Elektrotechnik und Informatik
Standort 02763 Zittau
Schwenninger Weg 1
Gebäude Z VII, Raum 413
+49 3583 612-4868
+49 3583 612-4819

Wintersemester: Vorlesung: 2 SWS, Seminar: 2 SWS, 2 Praktikumsversuche
Abschlußleistung: Prüfungsklausur (120 min)
Zulassungsvoraussetzung zur Prüfungsklausur: Erfolgreiche Teilnahme am Praktikum, Teilnahme an der Lehrveranstaltung Digitaltechnik

Einleitung

  • Analoge und digitale Signale 
  • Vergleich analoge und digitale Signaldarstellung 
  • Prinzip der AD-Wandlung 
  • Parallele und serielle Informationsverarbeitung

Zahlen

  • Zahlensysteme und Umwandlungen 
  • Fest- und Gleitkommadarstellung 
  • Darstellung gebrochener Zahlen 
  • Darstellung vorzeichenbehafteter Zahlen 
  • Dualarithmetik

Codes

  • Definition 
  • Häufig benötigte Codes 
  • Fehlererkennbare Codes 
  • Fehlertollerierbare Codes 

Kombinatorische Schaltungen (Analyse)

  • Charkteristik kombinatorischer Schaltungen 
  • Beschreibungsformen kombinatorischer Schaltungen: 
  • Schaltfunktion, Wahrheitstabelle, Logiksymbole 
  • Funktionen von einer Binärvariablen 
  • Funktionen von zwei Binärvariablen 
  • Analyse von Schaltnetzen 
  • Disjunktive (DNF) und konjunktive Normalform (KNF) 

Häufig benötigte Schaltnetze

  • Komparator 
  • Kodierer, Dekodierer 
  • Multiplexer, Demultiplexer 
  • Rechenschaltungen 
  • ALU

Sequentielle Schaltungen (Analyse)

  • Charakteristik von Folgeschaltungen 
  • Beschreibungsmöglichkeiten sequentieller Schaltungen: 
  • Zustandsgraph (Mealy-Automat), Zustandsfolge-, Impulsfolgetabelle 

Häufig benötigte Schaltwerke

  • RS-Basis-FlipFlop (FF) 
  • Taktsteuerung 
  • D-FF, JK-FF 
  • Zähler 
  • Schieberegister

Kombinatorische Schaltungen (Synthese) I

  • Synthese in "Krauser Logik" 
  • Schaltalgebra 
  • Schaltungsvereinfachung mit Gesetzen der Schaltalgebra 
  • Schaltnetzrealisierung bei vorgegebenen Verknüpfungen

Kombinatorische Schaltungen (Synthese) II

  • Rechnergestützte Schaltungsvereinfachung nach Quine und McCluskey 
  • Graphische Schaltungsvereinfachung nach Karnaugh Veitch

Kombinatorische Schaltungen (Synthese) III

  • Programmierbare Logikbausteine (PLD) 
  • Synthese aus DNF: PROM 
  • Synthese aus minimierten DNF: PAL/GAL 
  • Multioutputminimierung: PLA 

Schaltkreisfamilien I

  • Idealer und realer Schalter 
  • Transistor als Schaltelement 
  • Binäre Spannungspegel 
  • Kenngrößen von Logikgattern (Schaltzeiten, Lastfaktoren, Störsicherheit) 
  • DTL-Schaltkreisfamilie

Schaltkreisfamilien II

  • TTL-Schaltkreisfamilie 
  • Gatter mit offenem Kollektor 
  • Tristate-Gatter 
  • NMOS-Schaltkreisfamilie 
  • PMOS-Schaltkreisfamilie 
  • CMOS-Schaltkreisfamilie

Halbleiterspeicher

  • Aufgabe, Einteilung, serieller und wahlfreier Zugriff 
  • Serieller Zugriff: Schieberegister, FIFO, LIFO 
  • Wahlfreier Zugriff: 
  • Nichtflüchtige Speicher (Festwertspeicher) (ROM) 
  • Programmierbare Festwertspeicher (PROM) 
  • Wiederprogrammierbare Festwertspeicher: EPROM, EEPROM 
  • Flüchtige Speicher (RAM): SRAM, DRAM

Programmierbare Logikschaltkreise

  • Einteilung PLD: PROM, EPROM, FPLA, FPGA 
  • Prinzipieller Aufbau, Programmiertechnologien 
  • Rechnergestützter Entwurf und Hardwarebeschreibungssprachen (HDL)

Hazards

  • Kombinatorische Hazards 
  • Funktionenhazards 
  • Strukturhazards

Analog-Digital und Digital-Analog-UmsetzerADU: Prinzip der Umsetzung, Klassifizierung, Beispiele DAU: Prinzip der Umsetzung, Klassifizierung, Beispiele

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