Antal högskolepoäng: 15. Betygsskala: TH. Nivå: G1 (Grundnivå). Huvudområde: Teknik. Undervisningsspråk: Kursen ges på svenska. Överlappar följande kurs/kurser: EDI601 och EDT603. Obligatorisk för: IDA1, IEA1. Kursansvarig: Stefan Nyman, stefan.nyman@hbg.lth.se och Bernt-Arne Jönsson, bernt-arne.jonsson@hbg.lth.se, Ingenjörshögskolan i Helsingborg. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen. Betyg sätts efter sammanvägning av tentamen (75%) och inlämningsuppgifter vid laborationer (25%). För deltagande i laborationskurs II krävs att laborationskurs I fullgjorts. Poängsatta delmoment: 3. Hemsida: http://student.ch.lu.se/lth/stefann/Digsys/.

Syfte
Kursens syfte är att ge högskoleingenjören grundläggande kunskaper i digitalteknik och datorteknik. Syftet är också att ge praktiska färdigheter i strukturerade metoder för problemlösning, konstruktion och felsökning.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna förklara den booleska algebran och den binära aritmetiken

• kunna beskriva funktionen hos kombinationskretsar och sekvenskretsar

• kunna beskriva principerna för hur en dator fungerar på registernivå

• kunna tillämpa systematiska metoder för analys och syntes av kombinatoriska nät och sekvensnät.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• med hjälp av hårdvarunära programmering (VHDL och C) kunna konstruera ett digitalt system bestående av programmerbara kretsar och enchipsdator

• skriftligt kunna dokumentera konstruktioner gjorda i VHDL och C

• ha nödvändiga grundkunskaper för att i den framtida yrkesrollen tillgodogöra sig nya hårdvarunära programmeringsspråk.

Innehåll

• Logisk algebra. Boolesk algebra. Modulo-2 algebra

• Binär aritmetik. Talsystem. Binära koder. 2-komplement och 10-komplement

• Kombinationskretsar. Förenkling och realisering av booleska funktioner i grindnät. Karnaughdiagram. Standardgrindnät för realisering av booleska funktioner

• Fundamentala sekvenskretsar. Räknare. Register och skiftregister

• Sekvenskretsar. Tillståndsbegreppet. Sekvenskretsmodellen, typ Mealy och Moore. Synkrona och asynkrona sekvenskretsar. Latchar och vippor

• Hårdvarubeskrivande språket VHDL. Inledande begrepp i VHDL. Beskrivning av en liten kombinationskrets i VHDL

• Halvledarminnen. Minnesmodell. Klassificering av halvledarminnen. Läsminnen. Adressavkodning. Läs/skrivminnen RWM, statiska och dynamiska

• Digital/analog - Analog/digital-omvandlare

• Datormodellen: Datorns delar och funktion. CPU:n på registernivå

• Assemblyprogrammering: Data- och instruktionsformat. Adresseringsmetoder. Instruktionsrepertoar. ”Timing” och exekveringstid. Stack och subrutiner

• Programutveckling i C: Editering. Kompilering. Länkning. Testning med hjälp av högnivådebugger.

• Anknytning till de moment som behandlas inom digitala system

• Grindar i MOS-teknik

• Hasard och kapplöpning

• Programmerbara logiska kretsar. Klassificering av integrerade kretsar

• Beskrivning av sekvenskretsar och kombinationskretsar i VHDL. Strukturbeskrivning på blocknivå

• Realisering av kombinations- och sekvenskretsar i programmerbara logiska kretsar

• Programutveckling i C: Problemstrukturering. Programkomponenter. Programmeringsteknik för inbyggda system

• In- och utmatning: Parallella portar. Seriella portar. A/D-omvandling. D/A-omvandling

• Avbrottssystem: Periodiskt avbrott. Prioritet mellan avbrott. Drivrutiner

• Datorn som systemkomponent: Interfaceteknik. Enkortsdatorer. Enchipsdatorer

• Datorteknikens utveckling: Historik. Utvecklingstrender.

Litteratur
Hemert, L-H: Digitala kretsar. Studentlitteratur AB 2001. ISBN: 9789144019185.
Foyer, P: Mikroprocessorteknik. Studentlitteratur AB 2005. ISBN: 9789144038766.
Tekniska manualer.
Laborationsmaterial utdelas under kursens gång.
Rekommenderad litteratur, ej obligatorisk: Bilting & Skansholm: Vägen till C. Studentlitteratur AB 2000. ISBN: 9789144014685.

Kod: 0030. Benämning: Laborationer II.
Antal Högskolepoäng: 7,5. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Godkända laborationsredovisningar. Delmomentet omfattar: Laborationer del 2.

Kod: 0103. Benämning: Digitala system.
Antal Högskolepoäng: 4,5. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen. Delmomentet omfattar: Digitala system, grundläggande teori.

Kod: 0203. Benämning: Laborationer I.
Antal Högskolepoäng: 3. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Godkända laborationsredovisningar. Delmomentet omfattar: Laborationer del 1.