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Digitaltechnik (DIGIT)5 ECTS (englische Bezeichnung: Digital Technology)
Modulverantwortliche/r: Georg Fischer Lehrende:
Georg Fischer
Start semester: |
WS 2020/2021 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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:
www: http://www.lte.eei.uni-erlangen.de
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung (Modulgruppen B5 und B8) | B8 Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung | Vertiefungsmodule ET/INF | 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 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021 (nur für Wiederholer), 2. Wdh.: WS 2021/2022
- Termin: 19.03.2021, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 05.10.2021, 08:00 Uhr, Ort: K 1 TechF
Termin: 01.04.2022, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 04.10.2022Termin: 19.03.2021, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 05.10.2021, 08:00 Uhr, Ort: K 1 TechF
Termin: 01.04.2022, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 04.10.2022
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