Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, SS16, Vorlesung
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
23 episodes
8 months ago
Der Inhalt der Lehrveranstaltung umfasst die Grundlagen der Informationsdarstellung, Zahlensysteme, Binärdarstellungen negativer Zahlen, Gleitkomma-Zahlen, Alphabete, Codes; Rechnertechnologie: MOS-Transistoren, CMOS-Schaltungen; formale Schaltungsbeschreibungen, boolesche Algebra, Normalformen, Schaltungsoptimierung; Realisierungsformen von digitalen Schaltungen: Gatter, PLDs, FPGAs, ASICs; einfache Grundschaltungen: FlipFlop-Typen, Multiplexer, Halb/Voll-Addierer; Rechenwerke: Addierer-Varianten, Multiplizier-Schaltungen, Divisionsschaltungen; Mikroprogrammierung.
Lehrinhalt:
Studierende sollen durch diese Lehrveranstaltung folgende Kompetenzen erwerben:
- Verständnis der verschiedenen Darstellungsformen von Zahlen und Alphabeten in Rechnern,
- Fähigkeiten der formalen und programmiersprachlichen Schaltungsbeschreibung,
- Kenntnisse der technischen Realisierungsformen von Schaltungen,
- basierend auf dem Verständnis für Aufbau und Funktion aller wichtigen Grundschaltungen und Rechenwerke die Fähigkeit, unbekannte Schaltungen zu analysieren und zu verstehen, sowie eigene Schaltungen zu entwickeln,
- Kenntnisse der relevanten Speichertechnologien,
- Kenntnisse verschiedener Realisierungsformen komplexer Schaltungen. Vorlesungsaufzeichnung: http://webcast.kit.edu
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Der Inhalt der Lehrveranstaltung umfasst die Grundlagen der Informationsdarstellung, Zahlensysteme, Binärdarstellungen negativer Zahlen, Gleitkomma-Zahlen, Alphabete, Codes; Rechnertechnologie: MOS-Transistoren, CMOS-Schaltungen; formale Schaltungsbeschreibungen, boolesche Algebra, Normalformen, Schaltungsoptimierung; Realisierungsformen von digitalen Schaltungen: Gatter, PLDs, FPGAs, ASICs; einfache Grundschaltungen: FlipFlop-Typen, Multiplexer, Halb/Voll-Addierer; Rechenwerke: Addierer-Varianten, Multiplizier-Schaltungen, Divisionsschaltungen; Mikroprogrammierung.
Lehrinhalt:
Studierende sollen durch diese Lehrveranstaltung folgende Kompetenzen erwerben:
- Verständnis der verschiedenen Darstellungsformen von Zahlen und Alphabeten in Rechnern,
- Fähigkeiten der formalen und programmiersprachlichen Schaltungsbeschreibung,
- Kenntnisse der technischen Realisierungsformen von Schaltungen,
- basierend auf dem Verständnis für Aufbau und Funktion aller wichtigen Grundschaltungen und Rechenwerke die Fähigkeit, unbekannte Schaltungen zu analysieren und zu verstehen, sowie eigene Schaltungen zu entwickeln,
- Kenntnisse der relevanten Speichertechnologien,
- Kenntnisse verschiedener Realisierungsformen komplexer Schaltungen. Vorlesungsaufzeichnung: http://webcast.kit.edu
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0:00:00 Starten
0:00:06 Klassifizierung von Hasards
0:00:41 Funktions- und Strukturhasard
0:01:34 Funktionshasard
0:02:26 Strukturhasard
0:03:28 Klassifizierung von Laufzeiteffekten
0:04:13 Analyse von Hasards
0:05:19 Erkennen eines Funktionshasard
0:08:53 Beispiel
0:14:27 Erkennen eines Sturkturhasard
0:17:23 Beispiel
0:19:27 Das strukturspezifische KV-Diagramm
0:23:49 Anderer Übergang im gleichen Schaltnetz
0:29:05 Zeitbedingungen für Hasardfehler
0:31:23 Zeitbedingungen
0:32:32 Beheben von Hasards
0:32:42 Beheben von Funktionshasards
0:33:19 Beheben von Stukturhasards
0:34:16 Behebung statuischer 1-Strukturhasards
0:41:38 Behebung statischer 0-Strukturhasards
0:42:37 Satz von Eichelberger
0:43:35 Beispiel
0:45:25 Behebung dynamischer Stukturhasards
0:45:49 Vorgehensweise
0:46:43 Beispiel
0:55:38 Wieso funktioniert dieses Verfahren?
0:56:16 Regel für zweistufige Schaltnetze in konjunktiver Form
0:56:36 Weitere Modelle und Methoden
0:57:18 Schaltwerke
0:59:01 Einleitung
1:01:32 Formale Grundlagen
1:03:58 Arbeitsweise
1:04:59 Mealy- und Moore-Automat
1:05:03 Moore-Automat
1:05:52 Mealy-Automat
1:06:46 Moore-Automat vs. Mealy-Automat
1:07:44 Unterschiede im Verhalten der beiden Automaten
1:09:30 Darstellungsmöglichkeiten
1:09:35 Formalisierte Beschreibung
1:11:16 Zeitdiagramm
1:13:18 Ablauftabelle
1:14:09 Automatentabelle
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0:00:00 Starten
0:00:04 SRAM und DRAM
0:02:41 Programmable Logic Array (PLA)
0:03:38 Schematische Darstellung eines PLA
0:05:28 Beispiel
0:06:54 FPLA und PAL
0:08:05 Schematische Darstellung eines PAL
0:09:52 Kapitel 3.4 Laufzeiteffekte
0:11:45 Realer und idealer Signalverlauf (Inverter)
0:12:55 Modellierung und Laufzeiteffekten
0:13:24 Das Totzeitmodell
0:15:58 Beispiel: Inverteranwendung
0:16:41 Zeit-Diagramm
0:18:50 Verhalten eines Schaltnetzes bei Änderung der Eingabebelegung
0:21:34 Beispiel
0:22:28 Eingabewechsel
0:25:05 Das Verhalten anhand des Totzeitmodells
0:30:30 Trennung von Verzögerungs- und Verknüpfungsteil
0:32:28 Eigenschaften von Totzeiten
0:37:36 Beispiel 1
0:44:06 Pfadvektor und Strukturausdruck
0:47:36 Alternative Methode
0:49:06 Kapitel 3.4.2 Hasardfehler
0:49:42 Eingabewechsel und Übergang
0:51:40 Einschränkungen
0:52:18 Hasardfehler und Hasard
0:53:42 Hasardbehaftete Übergänge
0:54:28 Zu Beispiel 1
0:55:26 Statischer Übergang
0:56:12 Dynamischer Übergang
0:57:02 Statischer 0-Hasard
0:57:46 Dynamischer-Hasard
0:58:14 Klassifizierung von Hasards
1:00:53 Klassifizierung von Laufzeiteffekten
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0:00:00 Starten
0:00:06 Das Quine-McCluskey-Verfahren
0:01:11 Beispiel mit fünf Variablen
0:02:22 Verfahren Bestimmung der Primimplikanten
0:05:55 Auswahl einer minmalen Anzahl von Primimplikanten
0:08:52 Überdeckungsfunktion
0:24:02 Bearbeitung der Überdeckungstabelle
0:26:13 Überdeckungsfunktion des Beispiels
0:27:28 Wdh.: Funktionsdarstellung im Würfelkalkül
0:30:57 Wdh.: Weitere Definitionen
0:33:02 Wdh.: Beispiele als Aufgabe: A n B = ??
0:33:58 Consensus-Verfahren: Motivation
0:35:52 Consensus-Regel
0:41:54 Consensus-Würfel
0:45:08 Beispiel
0:46:59 Sonderfälle bei der Consensus-Bildung
0:49:05 Anwendung der Consensusbildung als Schaltnetzentwurf
0:50:12 Consensus-Verfahren zur Bestimmung aller Primimplikanten
0:52:56 Consensus-Verfahren
1:00:33 Weitere Anwendung der Consensus-Bildung
1:04:24 Nelson-Verfahren
1:05:56 Beweis Absorptionsgesetz
1:09:31 Beispiel
Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, SS16, Vorlesung
Der Inhalt der Lehrveranstaltung umfasst die Grundlagen der Informationsdarstellung, Zahlensysteme, Binärdarstellungen negativer Zahlen, Gleitkomma-Zahlen, Alphabete, Codes; Rechnertechnologie: MOS-Transistoren, CMOS-Schaltungen; formale Schaltungsbeschreibungen, boolesche Algebra, Normalformen, Schaltungsoptimierung; Realisierungsformen von digitalen Schaltungen: Gatter, PLDs, FPGAs, ASICs; einfache Grundschaltungen: FlipFlop-Typen, Multiplexer, Halb/Voll-Addierer; Rechenwerke: Addierer-Varianten, Multiplizier-Schaltungen, Divisionsschaltungen; Mikroprogrammierung.
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Studierende sollen durch diese Lehrveranstaltung folgende Kompetenzen erwerben:
- Verständnis der verschiedenen Darstellungsformen von Zahlen und Alphabeten in Rechnern,
- Fähigkeiten der formalen und programmiersprachlichen Schaltungsbeschreibung,
- Kenntnisse der technischen Realisierungsformen von Schaltungen,
- basierend auf dem Verständnis für Aufbau und Funktion aller wichtigen Grundschaltungen und Rechenwerke die Fähigkeit, unbekannte Schaltungen zu analysieren und zu verstehen, sowie eigene Schaltungen zu entwickeln,
- Kenntnisse der relevanten Speichertechnologien,
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