Kursplan för
Digitala system
Digital Systems
EITA15, 15 högskolepoäng, G1 (Grundnivå)
Gäller för: Läsåret 2023/24
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning C/D
Beslutsdatum: 2023-04-18
Allmänna uppgifter
Obligatorisk för: IDA1, IEA1
Undervisningsspråk: Kursen ges på svenska
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.
Kursinnehåll
- 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.
- Projektet innebär att självständigt genomföra en mindre
konstruktion, redovisa muntligt samt dokumentera resultatet i en
skriftlig rapport.
Laborationerna ger en fördjupad träning i ämnet och belyser
följande moment:
- 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.
Kursens examination
Betygsskala: TH - (U,3,4,5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen, godkända laborationer i datorteknik och digitalteknik, godkända inlämningsuppgifter/dugga samt godkänt projekt innehållande konstruktion och skriftlig rapport.
Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.
Delmoment
Kod: 0119. Benämning: Tentamen.
Antal högskolepoäng: 4,5. Betygsskala: TH. Prestationsbedömning: Godkänd skriftlig tentamen. Delmomentet omfattar: Skriftlig tentamen
Kod: 0219. Benämning: Laborationer, digitalteknik.
Antal högskolepoäng: 3. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Godkända laborationsuppgifter. Delmomentet omfattar: Laborationer i digitalteknik.
Kod: 0319. Benämning: Laborationer, datorteknik.
Antal högskolepoäng: 2. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Godkända laborationsuppgifter. Delmomentet omfattar: Laborationer i datorteknik. Övrig information: För deltagande i laborationskurs datorteknik krävs att laborationskurs digitalteknik fullgjorts.
Kod: 0419. Benämning: Inlämningsuppgifter, dugga.
Antal högskolepoäng: 2,5. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Godkända inlämningsuppgifter/dugga. Delmomentet omfattar: Inlämningsuppgifter, dugga.
Kod: 0519. Benämning: Projekt.
Antal högskolepoäng: 3. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Godkänt projekt innehållande konstruktion och skriftlig rapport. Delmomentet omfattar: Projekt
Antagningsuppgifter
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: EDI601, EDT603, EDI610
Kurslitteratur
- Föreläsningsanteckningar. Kommer finnas tillgängligt på kurshemsidan.
- Tekniska manualer.
- Laborationsmaterial utdelas under kursens gång.
Kontaktinfo och övrigt
Kursansvarig: Anders J Johansson, anders_j.johansson@eit.lth.se
Hemsida: http://www.eit.lth.se/kurs/eita15