Digitalteknik, 6 hp (TSEA52)

Huvudområde

Elektroteknik

Utbildningsnivå

Grundnivå

Fördjupningsnivå

G1X

Kursen ges för

• Civilingenjör i industriell ekonomi
• Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell

Rekommenderade förkunskaper

Förmåga att hantera enkla funktionsuttryck. Kunna lösa problem i grundläggande ellära, till exempel med användande av Ohms lag, Kirchhoffs lagar, serie och parallellkoppling.

Lärandemål

Kursens syfte är ge en teoretisk och praktisk grund för konstruktion och felsökning av digitala system. Efter genomgången kurs ska studenten kunna:

• omsätta en problemformulering till teoretisk modell för digitala nät
• tillämpa strukturerade metoder för analys och syntes av kombinationskretsar och sekvenskretsar
• omsätta en konstruktion till fungerande hårdvara
• verifiera hårdvaran mot den ursprungliga problembeskrivningen

Som delmoment i detta måste studenten kunna:

• utföra beräkningar med boolesk algebra
• skapa en funktionstabell för en kombinationkrets med utgångspunkt från en problemformulering
• realisera ett booleskt funktionsuttryck i hårdvara och då välja lämpliga digitala komponenter
• konstruera en tillståndsgraf för en sekvenskrets med utgångspunkt från en problembeskrivning
• avgöra om en sekvenskrets ska realiseras enligt Mealy- eller Moore-modellen
• minimera en tillståndsgraf med redundanta tillstånd
• använda Karnaughdiagram för att hitta minimala lösningar för kombinatoriska uttryck och då ta hänsyn till vilka komponenter som ska användas vid realiseringen
• felsöka en digital krets
• realisera sekvenskretsar i hårdvara
• modellera, simulera och syntetisera digitala kretsar beskrivna i VHDL

Kursinnehåll

Föreläsningar, lektioner och laborationer behandlar:

• Talsystem och koder: talrepresentationer, talkonverteringar.
• Algebra: boolesk algebra, modulo-2-algebra.
• Kombinationkretsar: minimering, Karnaughdiagram, NAND- och NOR-syntes, tri-state, bussystem, ofullständigt specificerade kretsar, kretsar med multipla utgångar. Kombinatoriska komponenter: adderare, komparator, avkodare, demultiplexer, multiplexer.
• Permanentminnen, programmerbar logik.
• Sekvenskretsar: synkronism-asynkronism, Mealy-Moore-modell, tillstånd, tillståndsgraf, ekvivalenta tillstånd, tillståndsminimering.
• Syntes med klockade vippor, asynkrona signaler till synkront system, initiering.
• Syntes med räknare och skiftregister.
• Modellering i VHDL, simulering med ModelSim, och syntetisering med Xilinx.

Undervisnings- och arbetsformer

Kursen består av föreläsningar och i anslutning till dessa räkneövningar och laborationer.

Examination

LAB2	Laboration med modellering och simulering i VHDL	U, G	2 hp
LAB1	Laborationer o kontinuerlig ex, individuell laborationsex	U, G	4 hp

Betygsskala

Tvågradig skala, U, G

Övrig information

Påbyggnadskurser 
Datorteknik, Digital konstruktion, Elektronik kandidatprojekt

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Institutionen för systemteknik

Studierektor eller motsvarande

Tomas Svensson

Examinator

Mattias Krysander

Kurshemsida och andra länkar

http://www.da.isy.liu.se/undergrad/

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 56 h
Rekommenderad självstudietid: 104 h

Kurslitteratur

Lars-Hugo Hemert: Digitala kretsar, ISBN 978-91-44-01918-5, 3 uppl., Studentlitteratur AB, Lund 2001.