Digitaltechnik

Image credit pexels

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

#NameZusammenfassung
1ZahlensystemeZahlensysteme, Zahlenkonvertierung, Zahlendarstellung, Fest- und Gleitkommazahlen
2Boolesche AlgebraSchaltfunktionen, Boolesche Algebra, Schaltalgebra, Boolesche Funktionen
3NormalformenSchaltalgebra, NAND-/NOR-Konversion, Würfelkalkül
4MinimalformenDisjunktive und konjunktive Minimalform, Prim- und Kernprimimplikanten, Minimierung durch algebraische Methoden, KV-Diagramme und Quine-Mc-Cluskey, Espresso-Algorithmus
5SchaltwerkeAsynchrone und synchrone Flipflops (RS, JK, D, T), Schaltwerkbausteine, Register, Schieberegister, Empfindlichkeitsintervall, Einflanken- und zweiflankengesteuerte Flipflop
6Entwurf SchaltwerkeMealy- und Moore-Automaten, Automatengraph und -tafel, Serienaddierer, Entwurf eines asynchronen und synchronen Dual-Vorwärtszählers
7Realisierung SchaltfunktionenGatterschaltnetze, Demultiplexer, PLA, integrierte Schaltkreise, FPGA
8LaufzeiteffekteHasard, Hasardfehler, Erkennen und Beheben von Strukturhasards
9VerilogEinführung in Verilog, Vergleich zu VHDL, Beispiel Multiplexer, Voll- und Halbaddierer

Übung

#NameZusammenfassung
1Übung 1Stellenwertsysteme, Umwandlung in verschiedene Zahlensysteme, 1er- und 2er Komplement
2Übung 2Boolesche Funktionen, vollständige Operatorensysteme, Erstellung Funktionstabellen
3Übung 3Boolesche Algebra, Huntingtonsche Axiome, Umwandlung disjunktive und konjunktive Normalform
4Übung 4Realisierung einer Schaltfunktion durch Multiplexer in verschiedenen Varianten
5Übung 5Minimierung mit KV-Diagrammen, Codewandler
6Übung 6Erstellung Automatengraph und Automatentafel für eine Warnanlage
7Übung 7Entwurf eines Folgenerkenners mit einem synchronen Mealy-Automaten und Implementierung mit JK-Flipflops, Entwurf asynchroner Dual-Vorwärtszähler
8Übung 8Entwurf asynchroner Dual-Zähler, Synchroner Zähler mit Graycode, Schieberegister mit D-Flipflops
9Übung 9Beispiel eines D-Flipflops mit Verilog-Code
Christopher Knievel
Christopher Knievel
Professor for Autonomous Systems

My research interests include situation assessment, maneuver planning, and machine learning applied for (mobile) autonomous systems.