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

Lectures:

• • Vorlesung Digitaltechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Georg Fischer, Thu, 10:15 - 11:45, Raum n.V.; Livestream mit Aufzeichnung: https://fau.zoom.us/j/95467924655)
  • Übung Digitaltechnik
    (Übung, 2 SWS, Christopher Beck 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:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. 247#56#H
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Berufspädagogik Elektrotechnik und Informationstechnik (Bachelor of Education) | Bachelorprüfung | Digitaltechnik)
2. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Digitaltechnik)
3. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2011 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrotechnik und Informationstechnik | Gesamtkonto | weitere Module der Studienrichtung | Kommunikationselektronik und Schaltungstechnik | Digitaltechnik)
4. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Digitaltechnik)
5. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Studienrichtung Metalltechnik (Masterprüfungen) | Unterrichtsfach (Zweitfach) inkl. Fachdidaktik | Elektro- und Informationstechnik | Digitaltechnik)
6. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Gesamtkonto | Unterrichtsfach (Zweitfach) inkl. Fachdidaktik | Elektro- und Informationstechnik | Digitaltechnik)
7. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Gesamtkonto | Unterrichtsfach (Zweitfach) inkl. Fachdidaktik | Elektro- und Informationstechnik | Digitaltechnik)
8. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 3. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Pflichtmodule | Digitaltechnik)
9. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 3. Semester
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Pflichtmodule | Digitaltechnik)
10. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Digitaltechnik)
11. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Digitaltechnik)
12. Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | 1. Semester | Digitaltechnik)
13. Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Wahlpflichtmodule der Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Digitaltechnik)
14. Mechatronik (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Mechatronik (Studienbeginn bis 30.09.2020) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Digitaltechnik)
15. Mechatronik (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Mechatronik (Studienbeginn bis 30.09.2020) | Gesamtkonto | weitere Pflichtmodule | Digitaltechnik)
16. Mechatronik (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2020w | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Mechatronik (Studienbeginn ab 01.10.2020) | Gesamtkonto | weitere Pflichtmodule | Digitaltechnik)
17. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsmodule ET/INF | Vertiefungsmodule aus der Studienrichtung Bildgebende Verfahren | Digitaltechnik)
18. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Kernmodule aus der Studienrichtung Bildgebende Verfahren | Digitaltechnik)
19. 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)
20. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2011 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | alte Prüfungsordnungen | Modulgruppen M2 - M8 | Fachrichtung 'Medizinelektronik' | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernfächer I | Digitaltechnik)
21. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL) | Digitaltechnik)
22. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL) | Digitaltechnik)
23. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen spezifisch nach Studienrichtungen | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL) | Digitaltechnik)
24. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | PO-Version 2007 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Digitaltechnik)
25. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2008 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Digitaltechnik)
26. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | 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

1. Prüfer:

Georg Fischer

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