Kursplan för Digital konstruktion

Kursplan fastställd 2023-02-04 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnDigital design
  • KurskodEDA322
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKDAT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeDatateknik, Elektroteknik
  • InstitutionDATA- OCH INFORMATIONSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 49121
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0113 Laboration 3 hp
Betygsskala: UG		 3 hp
0213 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH		 4,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

En grundläggande kurs i datorteknik.

Syfte

Kursen avser att ge grundläggande kunskaper i analys, syntes och optimering av digitala kombinatoriska nät och sekvensnät. Kursen ger också en inblick i de teknologier som sådana nät implementeras med. I kursen får studenten bekanta sig med ett modernt datorbaserat konstruktionsverktyg (CAD), samt lära sig grunderna för maskinvarubeskrivande språk.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

1. Kunskap och förståelse
  • beskriva aritmetiska enheter för binär addition, multiplikation och division
  • beskriva funktionen hos komponenter såsom latchar, vippor, och olika minneselement
  • översiktligt beskriva funktion och användning av rekonfigurerbar logik samt ASIC teknologi
  • ange skillnaderna mellan olika beskrivningssätt för digitala tillståndsmaskiner (Mealy, Moore, och synkron Mealy)
  • beskriva funktion och struktur hos sekventiell asynkron digital logik
  • ange faktorer som påverkar snabbhet, effektförbrukning, och erforderlig chipyta vid implementation av digital logik.
2. Färdighet och förmåga
  • minimera en boolesk funktion och kunna uttrycka den på kanonisk form
  • formulera en kontruktionsspecifikation för en digital krets
  • beräkna den kritiska vägen i en digital krets
  • använda VHDL som ett verktyg vid konstruktion av digitala kretsar (såväl kombinatoriska såsom sekventiella)
  • använda moderna datorbaserade kontruktionsverktyg för simulering, syntes, och implementering av en digital krets beskriven m. hj av VHDL
  • skapa och använda testbänkar för att verifiera korrekt funktionalitet hos en digital konstruktion
  • använda FPGA teknologi för att implementera en digital hårdvarukonstruktion minimera antalet nödvändiga tillstånd i en digital tillståndsmaskin via tillståndskodning.
3. Värderingsförmåga och förhållningssätt
  • utvärdera och kritiskt granska olika realiseringar av en digital konstruktion i målteknologier ASIC och FPGA använda olika konstruktionsalternativ i konstruktionsrymden för binär aritmetik (t.ex. olika adderarstrukturer med varierande prestanda vad gäller snabbhet, effektförbrukning, och chipyta/antal grindar) -
  • utvärdera och kritiskt granska olika realiseringar av en digital konstruktion med avseende på snabbhet, effektförbrukning, och chipyta/antal grindar, och kunna välja den realisering som passar till de ställda konstruktionskraven.

Innehåll

  • Boolesk algebra och logikminimering
  • Kretsar för digital aritmetik
  • Minneselement
  • Kombinatoriska kretsar
  • Sekventiella kretsar och tillståndsmaskiner
  • Teknologierna ASIC och FPGA för realisering av digitala konstruktioner
  • Asynkrona kretsar
  • Snabbhet och effektförbrukning i digitala kretsar
  • Test, och konstruktion för test, av digitala kretsar
  • Det hårdvarubeskrivande språket VHDL för konstruktion av digitala kretsar
  • Hårdvarukonstruktion, test, och utvärdering av en enkel digital processor

Organisation

Föreläsningar och laborationer.

Litteratur

Digital Design Using VHDL: A Systems Approach, 1st Edition by William J. Dally, R. Curtis Harting, Tor M. Aamodt

Examination inklusive obligatoriska moment

Kursen examineras genom individuell skriftlig tentamen om 4,5 hp och laborationsuppgifter 3 hp.

Laborationen genomförs i grupp och bedöms med godkänd (G) eller underkänd (U).

Betygsskalan på tentamen omfattar underkänd (U), 3, 4, 5.

Slutbetyget på kursen med betygskala U,3,4,5 baseras på tentamensresultatet.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.