02138 Digital elektronik 1

2024/2025

Kursusinformation
Digital Electronics 1
Dansk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (BSc), Computer Engineering
Retningsspecifikt kursus (BSc), Elektroteknologi
Teknologiske linjefag, Elektroteknologi
E4B (fre 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, gruppearbejde og hjemmeopgaver. Obligatoriske øvelser.
13-uger
E4B
Skriftlig eksamen
Løsning af en eller flere opgaver kan kræve laboratoriearbejde. Det er en forudsætning for at gå til eksamen, at de obligatoriske øvelser er godkendt. Hjemmeopgaver og øvelser indgår ikke i den endelige eksamensbedømmelse.
Skriftlig eksamen: 4 timer
Skriftlige hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
30081. 34331. 02320
Flemming Stassen , Lyngby Campus, Bygning 322, Tlf. (+45) 4525 3753 , flst@dtu.dk
01 Institut for Matematik og Computer Science
http://www.compute.dtu.dk/courses/02138
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
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).
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • 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.
Bemærkninger
Kurset indgår på 1. semester af bachelorprogrammerne Elektroteknologi og Computer Engineering.
Sidst opdateret
02. maj, 2024