Übersicht zu Digitale Logik

Inhalte der einzelnen Veranstaltungen im WS 2019/20

Teil 1 Grundlagen Seiten
22.10.2019 Einführung; digitale Abstraktion; Information, Kodierung (feste/variable Länge); Zahlendarstellung; Hamming-Distanz 1-32
29.10.2019 Boolesche Algebra; Huntingtonsche Axiome; DeMorgansche Gesetze; Aussagenlogik; Schaltalgebra; Funktionsdarstellungen 33-60
05.11.2019 Schaltfunktionen; Minterm-/Maxterm-Darstellung; Hauptsatz der Schaltalgebra; kanonische Formen; KV-Diagramme; Basissysteme 61-83
12.11.2019 Entwicklungssatz; Belegungen; don't care; Vereinfachung: zusammenfassen (Ax. V, Block), umformen, Umformungstabelle, KV-Minimierung; Term (Ordnung); (vollständige) Überdeckung; Definitionen: (essentieller) Primterm, Implikant etc. 84-115
Teil 2 Schaltnetze  
19.11.2019 KV-Minimierung; Schaltnetze, kombinat. Vertrag; Entwurfsablauf; Beispiel: 2x2 Bit Multiplizierer; Minimierung nach Quine/McCluskey: Quinesche Tabellen, Überdeckungsfunktion, Bündelminimierung 116-146
26.11.2019 Pos./neg. Logik; Ausgangs-/Eingangstoleranz; MOS-FETs, Gatter, Inverter, Pullup-/Pulldown-Netze; NAND, NOR, AND; propagation delay, Hazards: stat. 0-/1-Hazard, vollständige Überdeckung, dyn. Hazards 147-175
26.11.2019 Abend Wrapup Grundlagen: 18:00 Uhr bis 20:00 Uhr, HS 0425: Tabelle -> Formel -> KV ->Tabelle; Schaltplan; KV-Minimierung  
Teil 3 Schaltwerke  
03.12.2019 Schaltwerke: Rückkopplung, Ausgabe- und Übergangsverhalten; Darstellung (auch Tafelbild); Moore/Mealy-Unterscheidung; Beschreibung: Tabelle, Zustandsübergangsgraph; Beispiel (synch. Speicherelement); Taxonomie; Master-Slave-FlipFlop 176-200
10.12.2019 Analyse des RS-FlipFlops, Taktung, getaktetes RS-FlipFlop, getaktetes D-FlipFlop 201-226
17.12.2019 Getaktetes MS-FF, zustandsspezifische Funktionen, Übergangsdiagramm; JK-FF, D-FF: charakteristische Gleichung; Schaltwerksynthese: Ablauf, Zustandskodierung, Ansteuergleichungen für FFs 227-250
17.12.2019 Abend Wrapup Schaltnetze: 18:00 Uhr bis 20:00 Uhr, HS 0425: KV&KV-Minimierung; Formel->Schaltplan; KValgebr. Minimierung; Automatenentwurf: Aufgabe->Übergangsdiagramm->Übergangstabelle->KV-Min.->Gleichung->Schaltung (Beispiel: Halteglied); Hazards  
Ferien Weihnachtspause  
14.01.2020 FF-Ansteuerung: Tabellarisches Verf., Fallunterscheidung, Koeffizientenvergleich (Beispiel: Zähler); Entwurfsbeispiel: Serienaddierer 251-272
21.01.2020 Zeitverhalten: Gatterverzögerung, kritischer Pfad, FFs: Setup-, Hold- und Clock-to-Q-Zeiten; Aufbau einer Taktperiode; Pfadoptimierung; data ready time; Zähler/Zählerentwurf; Register: Aufbau, Schieberegister, links/rechts-Shift, Registerfile 273-303
Teil 4 Komplexe Schaltungen  
28.01.2020 Binäre Addition; Zweierkomplement; Volladdierer, Halbaddierer, RCA: Ripple Carry Addierer; Multiplikation: Sonderfälle, Grundstruktur d. Basiszelle, Kachelstruktur 304-329
04.02.2020 MSI-Schaltungen: Decoder, Decoderschaltnetze (Bspl. Vergleicher), Demultiplexer, Multiplexer, Multiplexerschaltnetze/MUX zur Funktionsrealisierung (3 und mehr Variable), Lesespeicher/ROM; Programmierbare Logik: PLA, PAL 330-366
04.02.2020 Abend Wrapup Schaltwerke: 18:00 Uhr bis 20:00 Uhr, HS 0425 (Themen: Ihre Fragen; ggf. Modulo-Zähler, Wdh. Register, Codes, Arithmetik)  
11.02.2020 Mikroprogrammsteuereinheit (siehe Zusatzfolien); MUX als Funktionstabelle, LUT, FPGA (CLB, Switch Matrix, Array-Struktur) 367-382
11.02.2020 Abend Wrapup Entwurf etc.: 18:00 Uhr bis 20:00 Uhr, HS 0425: Volladdierer (algebraisch); MUX, Demux, Decoder  

Inhaltsverzeichnis der Folien

Abstraktion und Information 1
Codes, Zahlendarstellung, 2K, Hamming 9
Digitale Abstraktion 23
Boolesche Algebra 33
Schaltfunktionen 55
KV-Diagramme 70
Basissysteme 73
Entwicklungssatz 84
Belegungen 87
Vereinfachung von Schaltfunktionen 94
Umformung von Schaltfunktionen 102
Minimierung mit KV-Diagrammen 105
Definitionen 110
Minimierung mit KV-Diagrammne 116
Schaltnetze 119
Beispiel zum Schaltnetzentwurf 124
Das Quine-McCluskey Verfahren 133
Implementierungstechnologie 147
Logikrealisierung 154
Zeitverhalten 162
Hazards 167
Schaltwerke 176
Elementare Schaltwerke 195
Schaltwerksanalyse 201
Speicher für eine binäre Variable 205
Analyse und Verhalten des RS-FlipFlops 207
Getaktetes RS-FlipFlop 216
Getaktetes D-FlipFlop 222
Getaktetes Vorspeicher-FlipFlop 227
JK-FlipFlop 237
D-FlipFlop 242
Schaltwerksynthese 247
Entwurfsbeispiel Serienaddierwerk 265
Zeitverhalten in Schaltungen 273
Pfadoptimierung 281
Spezielle Schaltwerke: Zähler 286
Register 297
Spezielle Schaltnetze: Arithmetik 304
Spezielle Schaltnetze: Entwurf mit Bausteinen 330
Programmierbare Schaltungen: ROM, PLA, PAL 355
Feldprogrammierbare Bausteine: FPGAs 368
Übungsblätter