Digitaltechnik
Aug 30, 2021·
Christopher Knievel
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Lern- / Qualifikationsziele
Die Studierenden haben Kenntnisse in den Bereichen
- Informationstheoretische Grundlagen der Zahlendarstellung (z.B. Stellenwertsysteme)
- Boole’sche Algebra (Operatorensysteme, Normalformen, Minimierung)
- Grundlagen der Speicherelemente (z.B. Latch, Flip-Flop)
- Struktur (komplexer) digitaler Einheiten (z.B. Datenfluss)
- Theorie sequenzieller Schaltwerke
Mehr Informationen sowie Vorlesungsfolien gibt es im Moodle Kurs.
Vorlesung
| # | Name | Zusammenfassung |
|---|---|---|
| 1 | Zahlensysteme | Zahlensysteme, Zahlenkonvertierung, Zahlendarstellung, Fest- und Gleitkommazahlen |
| 2 | Boolesche Algebra | Schaltfunktionen, Boolesche Algebra, Schaltalgebra, Boolesche Funktionen |
| 3 | Normalformen | Schaltalgebra, NAND-/NOR-Konversion, Würfelkalkül |
| 4 | Minimalformen | Disjunktive und konjunktive Minimalform, Prim- und Kernprimimplikanten, Minimierung durch algebraische Methoden, KV-Diagramme und Quine-Mc-Cluskey, Espresso-Algorithmus |
| 5 | Schaltwerke | Asynchrone und synchrone Flipflops (RS, JK, D, T), Schaltwerkbausteine, Register, Schieberegister, Empfindlichkeitsintervall, Einflanken- und zweiflankengesteuerte Flipflop |
| 6 | Entwurf Schaltwerke | Mealy- und Moore-Automaten, Automatengraph und -tafel, Serienaddierer, Entwurf eines asynchronen und synchronen Dual-Vorwärtszählers |
| 7 | Realisierung Schaltfunktionen | Gatterschaltnetze, Demultiplexer, PLA, integrierte Schaltkreise, FPGA |
| 8 | Laufzeiteffekte | Hasard, Hasardfehler, Erkennen und Beheben von Strukturhasards |
| 9 | Verilog | Einführung in Verilog, Vergleich zu VHDL, Beispiel Multiplexer, Voll- und Halbaddierer |
Übung
| # | Name | Zusammenfassung |
|---|---|---|
| 1 | Übung 1 | Stellenwertsysteme, Umwandlung in verschiedene Zahlensysteme, 1er- und 2er Komplement |
| 2 | Übung 2 | Boolesche Funktionen, vollständige Operatorensysteme, Erstellung Funktionstabellen |
| 3 | Übung 3 | Boolesche Algebra, Huntingtonsche Axiome, Umwandlung disjunktive und konjunktive Normalform |
| 4 | Übung 4 | Realisierung einer Schaltfunktion durch Multiplexer in verschiedenen Varianten |
| 5 | Übung 5 | Minimierung mit KV-Diagrammen, Codewandler |
| 6 | Übung 6 | Erstellung Automatengraph und Automatentafel für eine Warnanlage |
| 7 | Übung 7 | Entwurf eines Folgenerkenners mit einem synchronen Mealy-Automaten und Implementierung mit JK-Flipflops, Entwurf asynchroner Dual-Vorwärtszähler |
| 8 | Übung 8 | Entwurf asynchroner Dual-Zähler, Synchroner Zähler mit Graycode, Schieberegister mit D-Flipflops |
| 9 | Übung 9 | Beispiel eines D-Flipflops mit Verilog-Code |
Authors
Professor for Autonomous Systems
My research interests include situation assessment, computational intelligence, and machine learning applied for (mobile) autonomous systems.