EDA 451 - Digital och Datorteknik 2009/10 Kursintroduktion Kursintroduktion

digitalboxar, "laptops“, hemma-bio spelkonsoler mikrovågsugnar Kursen handlar om den teknik som ligger till grund för välbekanta vardagsprylar Mobiltelefoner, mediaspelare; mp3, IPOD digitalboxar, "laptops“, hemma-bio spelkonsoler mikrovågsugnar huslarm, "smartcards" etc. Kursintroduktion

Samma teknik ligger också till grund för ett stort antal av samhällets tekniska system arbetsstationer bilar flygplan trafiksystem larmsystem robotar processmaskiner medicinsk apparatur rymdfarkoster m fl Kursintroduktion

Alla dessa tekniska "prylar" och system innehåller digitala system. Kursen handlar dels om digital teknik som är fundamentalt för skapandet av digitala system dels om datorteknik som i sin tur är fundamentalt för skapandet av programmerade digitala system. Kärnan i det programmerade digitala systemet är en mikroprocessor. Kursintroduktion

Mikroelektronikens utveckling Antalet transistorer som ryms på en kiselbricka.... Kursintroduktion

Kursens genomförande, kursmaterial Johnson, Larsson & Arebrink: Grundläggande digital-och datorteknik. Kompendium, Inst för datorteknik, CTH, 2008. Del 1. Digital teknik Presentationsmaterial vid föreläsningar, VIKTIGT, Vissa moment som behandlas på föreläsningar finns inte i annan litteratur. Finns i PDF-format på kursens hemsida. Arbetsbok för DigiFlex. Utg. 4, 2008. Arbetsbok för MC12, utg 3, 2008, (används i senare del och i nästa kurs). Följande tryckta häften säljs i en bunt Instruktionslista för FLEX-processorn. Instruktionslista för mikroprocessorn CPU12. Laborations-PM nr 1-5. Inst för datorteknik, CTH, 2009. Kompletterande övningsmaterial Simulatorer för Windows, hämta från kursens ”resurssida” . “FLEX Distribution 2009” ”MC12 Distribution 2009” Här finns också kompletterande material på PDF-format Allt tryckt material finns på DC. Föreläsningar Demonstrations-övningar Simulator-Kodnings- övningar Laborationer Examination Kursintroduktion

Laborationer Laborationerna omfattar hemuppgifter som skall vara lösta och redovisade före laborationstillfället. (Se respektive laborations-PM). Sådana förberedande uppgifter behandlas också under ”simulator- kodnings- övningarna”. Vid laborationstillfället löser alla individuellt en enklare uppgift. Handledare kontrollerar En handledare skall bedöma arbetet efter laborationen. Kom i tid och hasta ej igenom uppgifterna. Är du p.g.a sjukdom eller annan angelägen orsak förhindrad att delta vid ett laborationstillfälle skall detta omedelbart meddelas till laborationschefen. Kursintroduktion

Laborationsutrustning Digitalmaskin med utbytbara logik- och dator-moduler Enkortsdator och laborationskort Kursintroduktion

Simulatorövningar Laborations-utrustningen studeras också med hjälp av simulatorer. Vi jobbar med dessa under speciella ”simulatorövningar”. De är också avsedda för hemverksamhet. Laborationer kan oftast förberedas med hjälp av simulatorer. Kursintroduktion

Examination Kursen avslutas med en 4-timmars skriftlig tentamen på hela kursen. Tillåtna hjälpmedel: Instruktionslista FLEX Instruktionslista för CPU12 För godkänt slutbetyg fordras godkänd tentamen och godkänd laborationskurs. Kursintroduktion

Transistorn som strömställare... I princip kan man arbeta med siffror i vilket talsystem som helst. Eftersom det är enklast att konstruera komponenter som kan växla mellan två tillstånd (som man kan beteckna "0" och "1") har det binära talsystemet blivit helt dominerande inom digitaltekniken. +5V GND ut +5V GND in ut Kursintroduktion

Några olika teknologier... TTL (Transistor-Transistor-Logic) MOS (Metal Oxide Silicon) CMOS (Complementary MOS) +5V Mer om detta kommer i kursen Digitalteknik FK Kursintroduktion

Digitalteknik = Sifferteknik Sifferindikator Sifferindikatorn har sju segment. Varje segment (a,b,c...) kan tändas individuellt. f b g e c d Kursintroduktion

Exempel: Sifferindikator För denna sifferindikator gäller att när en "etta" läggs på en av dess ingångar tex a, så syns a-segmentet i sifferfönstret. En "nolla" på en ingång medför att motsvarande segment är osynligt. Sifferindikatorn som visas här har matningsspänningen 5V. Det normala är då en "etta" motsvaras av spänningen +5V relativt jord och en nolla av 0V Ingångar +5V a a b f b c g d e c e f d g Sifferindikator 0V Kursintroduktion

Exempel: Sifferindikator 1 b a 1 c 1 f b g d 1 e e c f d g 1 Sifferindikator Kursintroduktion

Från fysikalisk storhet till diskret kodord Kursintroduktion

Kvantisering Vid ANALOG/DIGITAL omvandling förloras information... -2,5 -1,5 -0,5 0,5 1,5 2,5  - -2 -3 2 3 uppmätt analog signal kvantiserad signal 1,5 Kvantiseringssteg   0,5 0,5 1,5 Kvantiseringsfelet: =kvantiserat värde – verkligt värde -0,5<   0,5 Kursintroduktion

Typiska diskreta element on/off-värden strömställare, enkla givare Decimala tal naturliga tal heltal Fysikaliska storheter unipolära bipolära Från olika typer av givare Alfanumeriska tecken För informationsutbyte Vi väljer kodning beroende på tillämpning... Kursintroduktion