Digitaltechnik (DIGIT)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Digital Technology)
(Prüfungsordnungsmodul: Digitaltechnik)

Lectures:

• • Vorlesung Digitaltechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Georg Fischer, Tue, 10:15 - 11:45, H8)
  • Übung Digitaltechnik
    (Übung, 2 SWS, Thomas Kurin et al.)

Inhalt:

Das Modul gibt eine automatenorientierte Einführung in den Entwurf digitaler Systeme. Mathematische Grundlagen kombinatorischer wie sequentieller digitaler Schaltsysteme werden behandelt.

• Mathematische Grundlagen

• Entwurf kombinatorischer Schaltungen

• Analyse kombinatorischer Schaltungen

• Funktionsbeschreibung sequentieller Schaltungen

• Struktursynthese sequentieller Schaltungen

• Analyse sequentieller Schaltungen
  

Im Rahmen dieses Moduls werden folgende Themen zunehmend vertieft:

• Aufbau von CMOS-Logik-Gattern

• Schaltalgebra

• Minimierung und Schaltungssynthese mit KVS-Diagrammen

• Minimierung und Schaltungssynthese mit dem McCluskey-Verfahren

• Zahlensysteme (Binärsystem, Oktalsystem, hexadezimalsystem)

• Entwurf und Realisierung von Automaten

Lernziele und Kompetenzen:

Nach der Teilnahme sind die Studierenden in der Lage
• Das Prinzip der Komplementärsymmetrie und dessen Bedeutung für die Digitaltechnik zu erläutern sowie grundlegende Gatterschaltungen auf Transistorebene zu zeichnen, zu erläutern und zu analysieren.
• Schaltfunktionen mathematisch mit Hilfe von schaltalgebraischen Ausdrücken zu beschreiben, diese Ausdrücke aufzustellen, umzuformen und zu minimieren.
• Verfahren zum systematischen Entwurf von Schaltnetzen zu verstehen und anzuwenden. Dazu gehört das Erstellen einer formalen Spezifikation sowie die Minimierung der spezifizierten Funktion mit Hilfe von z.B. Karnaugh-Veitch-Symmetriediagrammen oder dem Quine-McCluskey Verfahren. Die Studierenden können diese Verfahren anwenden und hinsichtlich ihres Implementierungsaufwands evaluieren.
• Die interne Darstellung von Zahlen in Digitalrechnern verstehen, verschiedene Darstellungsarten von vorzeichenbehafteten rationalen Zahlen bewertend zu vergleichen, Algorithmen für arithmetische Operationen innerhalb dieser Zahlendarstellungen zu erläutern und anzuwenden und typische Probleme dieser Darstellungsarten zu verstehen.
• Den Aufbau des Universalrechners nach von Neumann zu erläutern und dessen Komponenten zu verstehen.
• Anwendungsbereiche und Aufbau von Schaltwerken (Automaten) zu erläutern und den Prozess des Schaltwerksentwurfs von der Problemspezifikation, dem Zeichnen von Automatengraphen über die Minimierung der auftretenden Schaltfunktionen bis hin zur Realisierung des Schaltwerks mit Logikgattern selbständig durchzuführen.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Digitaltechnik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Digitaltechnik (Prüfungsnummer: 25101)

(englischer Titel: Lecture: Digital Technology)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022 (nur für Wiederholer), 2. Wdh.: WS 2022/2023

1. Prüfer:

Georg Fischer

Termin: 01.04.2022, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 04.10.2022
Termin: 04.10.2022