Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, SS2017, Vorlesung
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
25 episodes
9 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
24: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2017, 25.07.2017
Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, SS2017, Vorlesung
1 hour 7 minutes 42 seconds
8 years ago
24: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2017, 25.07.2017
24 |
0:00:00 Starten
0:00:08 Beispiel Folgenerkenner
0:01:37 Speziell Schaltwerkbausteine
0:03:35 Register
0:05:02 4-Bit-Register aus D-Flipflops mit Freigabesignal
0:08:04 Schieberegister
0:10:21 Serienparallelwandlung
0:11:38 Schieberegister mit parallelen Eingängen
0:13:13 Schieberegister: Division/Multiplikation mit 2
0:14:02 Schieberegister: Umlaufspeicher/Ringzähler
0:15:07 Konkreter Baustein: 74LS194
0:16:10 Betriebsarten des Schieberegisters
0:18:11 Zähler
0:20:03 Grundlegendes Übergangsdiagramm
0:21:35 Schaltsymbole
0:22:10 Beispiel: synchroner 3-stelliger Dualzähler
0:25:53 Herleitung
0:34:17 Asynchrone Zähler (Ripple Counter)
0:40:56 Nachteile asynchroner Zähler
0:42:21 Partitionieren
0:43:11 Programmierbare Bausteine
0:44:05 NAND-Gatter im Gate-Array-Entwurfsstil
0:48:18 Aufbau eines MPGA (ASIC)
0:48:52 MPGA & ASIC: Vor- und Nachteile
0:49:40 Prinzipieller Aufbau eines FPGAs
0:50:50 Xilinx Virtex FPGA Model
0:51:26 FPGAs und MPGAs
0:53:07 Der Entwurfsprozess mit FPGAs
0:53:42 Entwurf mit FPGAs
0:58:02 Schaltnetz und Schaltsymbol
0:58:20 Serielle Addition (Papier- und Bleistift-Methode)
1:00:07 Carry-Ripple-Addierer
1:00:43 Schaltbild: n-Bit Carry-ripple Addierer
1:01:23 Probleme
1:02:46 Carry-Lookhead-Addierer
1:03:07 Berechnung der Überträge aus den Eingangsvariablen
1:05:44 Kaskadierung zweier 4-Bit Carry-Lookhead-Addierer
Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, SS2017, 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,
- Kenntnisse verschiedener Realisierungsformen komplexer Schaltungen.
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