Digitala system
Digital Systems

EITA15, 15.0 högskolepoäng, G1 (Grundnivå)

Gäller för: 2024/25
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning C/D
Beslutsdatum: 2024-04-16
Ikraftträdande: 2024-05-08

Allmänna uppgifter

Fördjupning: Grundnivå, kurs/er som inte kan klassificeras
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.

Moduler
Kod: 0119. Benämning: Tentamen.
Antal högskolepoäng: 4.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5). Prestationsbedömning: Godkänd skriftlig tentamen. Modulen omfattar: Skriftlig tentamen
Kod: 0219. Benämning: Laborationer, digitalteknik.
Antal högskolepoäng: 3.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkända laborationsuppgifter. Modulen omfattar: Laborationer i digitalteknik.
Kod: 0319. Benämning: Laborationer, datorteknik.
Antal högskolepoäng: 2.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkända laborationsuppgifter. Modulen omfattar: Laborationer i datorteknik.
Kod: 0419. Benämning: Inlämningsuppgifter, dugga.
Antal högskolepoäng: 2.5. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkända inlämningsuppgifter/dugga. Modulen omfattar: Inlämningsuppgifter, dugga.
Kod: 0519. Benämning: Projekt.
Antal högskolepoäng: 3.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkänt projekt innehållande konstruktion och skriftlig rapport. Modulen 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

Kursansvarig: Erik Larsson, Erik.Larsson@eit.lth.se
Hemsida: https://www.eit.lth.se/kurs/eita15