Elektroteknik GR (A), Digitalteknik med VHDL, 6 hp

Syfte

Kursen syftar till att ge grundläggande kunskaper om binära talsystemet, koder,
aritmetik och boolesk algebra; fördjupade kunskaper om kombinatoriska nät och
sekvensnät; färdigheter i användning av tillgängliga digitala komponenter i
konstruktion av digitala system; implementering m.h.a hårdvarubeskrivande språk;
färdigheter i användning av datorbaserad konstruktions- och simuleringsverktyg.

Lärandemål

Kursen är indelad i sex moment där följande inlärningsmål för varje moment är att
kursdeltagaren ska kunna:
1. Grundläggande digitalteknik
färdigheter i att konvertera tal mellan olika talsystem, definiera grundläggande logiska operationer och dess motsvarande logiska grindar, den booleska algebrans räknelagar, synkrona minneselement
2. Introduktion till konstruktion av digitala elektroniksystem
förklara för- och nackdelar med hårdvarubeskrivande språk; beskriva konstruktionsflödet för digitalkonstruktion samt vilka konstruktionsverktyg som ingår där; beskriva vilka typer av kretsar som används för implementering
3. Grunder i språket VHDL
beskriva hur en komponent i VHDL är uppbyggd; deklarera objekt av olika klasser och datatyper; tillämpa operatorer för relationer och aritmetik för syntetiserbar kod
4. Parallell och sekventiell databehandling
utifrån VHDL-kod med både signaltilldelning och variabeltilldelning bestämma utgångarnas vågform; urskilja vilka delar i koden som exekveras parallellt och sekventiellt
5. Konstruktion av kombinatorisk logik i VHDL
utifrån givna grindfördröjningar bestämma den maximala fördröjningen i kombinatorisk logik; skriva syntetiserbar kod för multiplexer/demultiplexer, kodare/avkodare, aritmetiska funktioner, RAM, ROM;
6. Konstruktion av sekventiell logik i VHDL
skriva syntetiserbar VHDL-kod för Mealy- och Moore maskin utifrån en tillståndsgraf; skriva VHDL-kod som leder till att latchar och vippor införs vid syntes; skriva VHDL-kod för synkron och asynkron initiering av vippor.

Innehåll

Kursen är indelad i sex moment där följande innehåll för varje moment är:
1. Grundläggande digitalteknik
talsystem och koder; aritmetik för binära, hexadecimala och oktala tal; numeriska
och alfanumeriska koder; representation av negativa tal; grundläggande logiska
operationer och grindar; definitioner i boolesk algebra; räknelagar i boolesk; synkrona minneselement.
2. Introduktion till konstruktion av digitala elektroniksystem
motivation till att använda hårdvarubeskrivande språk; konstruktionsflöde;
utvecklingsverktyg; typer av integrerade kretsar
3. Grunder i språket VHDL
kodmodell; komponentmodell; portar; entity; architecture; identifierare; objekt;
variabler; signaler; datatyper; operatorer för relationer
4. Parallell och sekventiell databehandling
modellering för simulering; simuleringscykeln; parallella och sekventiella satser;
instansiering av komponenter
5. Konstruktion av kombinatorisk logik
Timing och fördröjningar i digitala kretsar; hasard; aritmetiska enheter; ROM;
konstruktionsexempel
6. Konstruktion av sekventiell logik
timing i synkrona system; synkrona processer; latchar; vippor; initiering; Mealy- och
Moore-maskiner; räknare; register; RAM

Behörighet

Grundläggande behörighet +
Engelska B, Matematik C.
Eller:
Engelska 6, Matematik 3b / 3c
(Äldre gymnasiebetyg)

Urvalsregler

Urval sker i enlighet med Högskoleförordningen och den lokala antagningsordningen.

Undervisning

Utöver schemalagd tid måste studenten genomföra omfattande studier. Antalet lärartimmar för det specifika kurstillfället anges i schemat.

Examination

4.0 hp, T101:Inlämningsuppgifter eller skriftlig tentamen.
Betyg: A, B, C, D, FX och F. A-E är Godkänt, Fx och F är underkänt.

2.0 hp, L101: Laborationer
Betyg: Godkänd eller Underkänd

Betygskriterier för ämnet finns på www.miun.se/betygskriterier

Betygsskala

På kursen ges något av betygen A, B, C, D, E, Fx och F. A - E är Godkänt, Fx och F är underkänt.