Enkeltfag 5 ECTS

Digital elektronik 1

Overordnede kursusmål

At introducere de grundlæggende principper for digitale kredsløb og at give de deltagerne grundlæggende færdigheder i specifikation, analyse, syntese og implementering af simple digitale kredsløb (kombinatoriske kredsløb og tilstandsmaskiner).

See course description in English

Læringsmål

  • Redegøre for de grundlæggende begreber for og antagelser om synkrone digitale kredsløb – den ”diskrete” abstraktion” samt den grundlæggende opbygning ved anvendelse af logiske funktioner (kombinatoriske kredsløb) og hukommelseselementer (flip-flop’s)
  • Forklare MOS-transistorens funktion som en ideel logisk switch og beskrive hvorledes den anvendes til realisering af CMOS logik (logiske gates og hukommelseselementer.
  • Forklare Boole’sk algebra og Karnaugh kort, og anvende disse til opstilling, udvikling og reduktion af logiske udtryk – herunder til de kanoniske former, ’sum af produkter’ og ’produkt af summer’.
  • Omsætte mellem logiske udtryk og digitale kredsløb opbygget af logiske porte så som: AND, OR, NOT, NAND, NOR.
  • Beskrive gængse former for tal- og datarepræsentation og konvertere mellem forskellige former for talrepræsentation.
  • Realisere og afprøve små kombinatoriske kredsløb i praksis ved hjælp af diskrete logik-porte (simple 4000 komponenter).
  • Forklare virkemåde og realisering af grundlæggende aritmetiske kredsløb og andre typiske kombinatoriske byggeblokke (multiplekser, dekoder, etc.) .
  • Forklare virkemåde og realisering af grundlæggende hukommelseselementer (D flip-flop’s og D-latche).
  • Beregne forsinkelsestid (kritisk vej) i kombinatoriske kredsløb.
  • Redegøre for opbygning og virkemåde af tilstandsmaskiner (Moore maskiner) samt beskrive trin for trin hvorledes en sådan tilstandsmaskine designes (tilstandsgraf, tilstandstabel, tilstandsminimering, tilstandskodning, etc.).
  • Omsætte et verbalt designoplæg til en specifikation af et digitalt kredsløb ved brug af Boolesk algebra, sandhedstabeller, tilstandsgrafer, etc. og efterfølgende at syntetisere og implementere kredsløbet.
  • Demonstrere grundlæggende kendskab til simulerings- og synteseværktøjer for digitale kredsløb, og herunder kunne beskrive små kombinatoriske kredsløb i et hardwarebeskrivende sprog (som f.eks. VHDL).

Kursusindhold

Den digitale abstraktion (binære signaler og diskret tid).
Binær repræsentation af heltal og andre former for data.
CMOS transistoren som logisk switch. Realisering af grundlæggende digitale elementer: gates, kombinatoriske kredsløb, latche og flip-flops. Boolesk algebra. Tilstandsgrafer. Specifikation og syntese af kombinatoriske kredsløb og tilstandsmaskiner.

Undervisningsform

Forelæsninger, gruppearbejde og hjemmeopgaver. Obligatoriske øvelser.

Fakultet

Bemærkninger

Kurset indgår på 1. semester af bachelorprogrammet i Elektroteknologi.

Se kurset i kursusbasen

Tilmelding

Sprog
Varighed

13 uger

Institut

Compute

Sted

DTU Lyngby Campus

Kursus ID 02138
Kursustype Bachelor
Semesterstart Uge 35
Semester slut Uge 48
Dage fre 8-12
Pris

7.500,00 kr.

Tilmelding