Digitala system EDI610 Elektro- och informationsteknik

Transkript

1 Digitala system EDI610 Elektro- och informationsteknik

2 Digitala System EDI610 Aktiv under hela första året, höst- och vår-termin Poäng 15.0 Godkännande; U,3,4,5 Under hösten i huvudsak Digitalteknik Under våren Datorteknik Mera information angående datorteknik ges i slutet på HT2

3 Introduktion Digitalteknik delen Kursinformation HT1 och HT2 Lektioner 18 lektioner vardera 2 tim. Övningar 14 pass vardera 2 tim. Laborationer 6 laborationer vardera 4 tim. Tentamina Skriftlig 5 timmar E-Frågor Löpande under Hösten Lärare Bertil Lindvall kursansvarig föreläsningar, övningar och laborationer inom digitalteknik. Bertil Larsson Övningar och laborationer Lars-Göran Larsson Laborationer Erik Larsson Kursansvarig datorteknik

4 Syftet med EDI610 Kursens syfte är att ge högskoleingenjören grundläggande kunskaper i digitalteknik och datorteknik. Syftet är också att ge praktiska färdigheter i strukturerade metoder för problemlösning, konstruktion och felsökning.

5 Målet med EDI610 kunna använda den booleska algebran och den binära aritmetiken kunna beskriva funktionen hos kombinationskretsar och sekvenskretsar kunna beskriva principerna för hur en dator fungerar på registernivå kunna tillämpa systematiska metoder för analys och syntes av kombinatoriska nät och sekvensnät.

6 Kursinnehåll Logisk algebra. Boolesk algebra. Modulo-2 algebra Binär aritmetik. Talsystem. Binära koder. 2-komplement och 10- komplement Kombinationskretsar. Förenkling och realisering av booleska funktioner i grindnät. Karnaughdiagram. Standardgrindnät för realisering av booleska funktioner Fundamentala sekvenskretsar. Räknare. Register och skiftregister Sekvenskretsar. Tillståndsbegreppet. Sekvenskretsmodellen, typ Mealy och Moore. Synkrona och asynkrona sekvenskretsar. Latchar och vippor Hårdvarubeskrivande språket VHDL. Inledande begrepp i VHDL. Beskrivning av en liten kombinationskrets i VHDL

7 Kursens upplägg föreläsning Talsystem, grindar vippor, generella sekvenskretsar samt övning 1 Omvandling föreläsning 4 Boolesk algebra övning 2 föreläsningar 5 Tvåkomplement föreläsning 6 VHDL övning 3 Boolesk algebra tvåkomplement föreläsning 7 VHDL övning 4 + laboration 1 föreläsning 8 övning 5 + laboration 2 föreläsning 9 övning laboration 3 föreläsning 10 övning 8 föreläsning övning 9 + laboration 4 föreläsning 13 + laboration 5 övning 10 föreläsning 14 Datorteknik övning 11 + laboration 6 föreläsning Datorteknik övning 12

8 Lärobok/hemsida Hemert, Lars H: Digitala kretsar, (3:e upplagan 2002), Studentlitteratur, ISBN ( boken har använts som lärobok ett par år och bör kunna köpas begagnad Aktuell information på kursens hemsida Besök denna sidan ofta!

9 krav för godkänd kurs: godkänd på tentamen + godkända laborationskurser. första tentamenstillfället: (december). labbkurs I = 3 hp (digitalteknik under hösten) tentamen = 4,5 hp labbkurs II = 7,5 hp (datorteknik under våren) totalt = 15 hp

10 Duggor Det finns 5 duggor att klara av innan tentamen. Dugga 1, 1 Sep 18 Sep Dugga 2, 19 Sep -2 Okt Dugga 3, 3 Okt 23 Okt Dugga 4, 31 Okt 20 Nov Dugga 5, 21 Nov - 18 Dec Omduggor 14 Dec -21 Dec Gäller alla 5 De studenter som har alla prov avklarade inom utsatt tid får 3 poäng som kan användas för att uppnå godkäntgränsen på ordinarie tentamen!

11 Introduktion till Digitala system Vad är ett digitalt system Hur gör man för att konstruera ett bra digitalt system Vilken teori och systematiskt tillvägagångssätt kan hjälpa oss i utformningen.

12 Vad gör vi? Vad är målet Allt börjar med en uppgift Givare och räknare Överför beteendet till en graf Tillståndsgraf

13 Skapa en sanningstabell Plocka ut funktionen/rna F(x)= x y + xy

14 Målet Skapa grindnät Komponent

15 Signal V spänning Analog signal ljudvågor mikrofon tid t Analog signal är en kontinuerlig varierande signal

16 Det digitala systemet Analog till digital Digital till analog analog A/D {0,1} D/A analog Digitalt system digital digital

17 Omvandling (digitalisering) V t En digital signal tar diskreta värden i diskret tid ( synkrona signaler )

18 Öka antalet intervall i amplituden V t V t Decimala talsystemet Binära talsystemet V t

19 Öka antalet intervall i frekvensen V t Samplingsteoremet En signal som samplas vid frekvensen fs kan rekonstrueras exakt om signalen endast innehåller information under halva samplingsfrekvensen, dvs om signalen är bandbegränsad till fs/2

20 Talsystem Siffran med störst vikt (till vänster, MSB) Siffran med minst vikt (till höger, LSB) decimala systemet har basen 10 exempelvis, * * * * *10-2 Binära talsystemet har basen 2 vilket medför att 121, /2 1/4 1+*2 6 +1*2 5 +1*2 4 +1*2 3 +0*2 2 +0*2 1 +1*2 0 +1*2-1 +1* ,11

21 forts Hexadecimala talsystemet med basen 16 vanlig i datorteknik Behövs fler symboler A B C D E och F A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F

22 Fort. bas A B C D E F

23

24

25

26