Modulhandbuch BaTIN2012_Digitaltechnik

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Verantwortlich: Prof. Dr. Thieling

Modul

Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV)

• F07 DT

Organisation

Bezeichnung Lang BaTIN2012_Digitaltechnik MID BaTIN2012_DT MPID

Zuordnung Studiengang BaTIN2012 Studienrichtung G Wissensgebiete G_GWC

Einordnung ins Curriculum Fachsemester 1 Pflicht G Wahl

Version erstellt 2013-05-23 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Zeugnistext

de

Digitaltechnik

en

Digital Electronics

Unterrichtssprache

Deutsch oder Englisch

Modulprüfung

Form der Modulprüfung
sK	Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: sMP)

Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten
G_GWC	5
Summe	5

Aufwand [h]: 150

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Prüfungselemente

Vorlesung / Übung

Form Kompetenznachweis
bÜA	Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Beitrag zum Modulergebnis
bÜA	unbenotet

Spezifische Lernziele

Kenntnisse

• digitaltechnische Systeme beschreiben (modellieren) mittels ... (PFK.1, PFK10, PFK.2)
  • Boole'scher Algebar
  • Wahrheitstabelle
  • Zustandüberführungsdiagramm
  • Schaltplan
  • VHDL
• Typische Schaltnetze in ihrem verhalten und ihrer Wechselwirkung verstehen und beschreiben (PFK.4)
• Laufzeiteffekte in Schaltnetzen verstehen, beschreiben und klassifizieren (PFK.4, PFK.2)
• synchrone digitale Schaltwerke (Automaten. Zähler) in ihrem Verhalten und ihrer Wechselwirkung verstehen und beschreiben (PFK.4)
• Aufbau und Funktionsweise programmierbarer Bausteine verstehen und beschreiben (PFK.4)
• Grundaufbau und Arbeitsweise eines Von-Neumann-Rechners verstehen beschreiben (PFK.4)

Fertigkeiten

• vorliegende digitaltechnische Modelle
  • analysieren (PFK.4)
  • verifizieren (PFK.7)
  • vereinfachen (PFK.2, PFK.5)
  • synthetisieren (PFK.6, PFK9)
• Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten (PFK.3, PFK.4, PFK.1, PFK10, PFK.2)
  • technische Texte erfassen
  • implizite Angaben erkennen und verstehen
  • fehlende Angaben
    • erkennen
    • ableiten
    • erfragen
• Erarbeitung von Problemlösungen, die sich mit digitaltechnischen Systemen (Schaltnetzen, Zählern, Automaten) implementieren lassen (PFK.1, PFK10, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.6, PFK9)
  • Auswahl der geeigneten Modellierungsform
  • Erstellen des Modells
  • Bewertung des Modells
    • Vollständigkeit
    • Determiniertheit
    • Lebendigkeit
  • Implementierung mittels Schaltnetz und Flip-Flops
  • Implementierung mittels VHDL
• Programmierung einfacher Hochsprachensequenzen in Assembler (PFK.5)

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

Die Studierenden erlernen die grundlegende Methoden und Systeme der Digitaltechnik und den Entwurf digitaltechnischer Systeme in Hardware und unter Verwendung programmierbarer Bausteinen.

Praktikum

Form Kompetenznachweis
bPA	Praktikum, Gruppenarbeit

Beitrag zum Modulergebnis
bPA	Testat als Voraussetzung zur Klausur

Spezifische Lernziele

Fertigkeiten

• digitale Systeme entwerfen(PFK.5, PFK.6, PFK9)
  • kommerzielles Entwurfswerkzeug verstehen und einsetzen
  • wesentliche Eigenschaften von Standardkomponetnen kennen
  • Hardwarebeschreibungssprache VHDL auf Basis von Design-Pattern kennen und anwenden können
• Funktionsweise eines Von-Neuman-Rechners verstehen und beschreiben (PFK.4)
• Teilsysteme eines Von-Neumanrechners implemetieren (PFK.1, PFK10, PFK.4, PFK.5, PFK.6, PFK9)
• Programmierung einfacher Hochsprachen-Sequenzen in Assembler (PFK.6, PFK9)

Handlungskompetenz demonstrieren

• komplexere Aufgaben in Kleinteam bewältigen (PSK.3, PSK.4)
• komplexere Problemlösungen erarbeiten
  • komplexeren Problemstellungen verstehen und analysieren (PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.3, PSK.3, PSK.4, PFK.8, PFK.10)
    • Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten
      • technische Texte erfassen
      • implizite Angaben erkennen und verstehen
      • fehlende Angaben
        • erkennen
        • ableiten
        • erfragen
    • System strukturiert analysieren
      • sinnvolle Teilsysteme (Schaltnetze, Zähler, Automaten) erkennen
      • Schnittstellen zwischen Teilsystemen erfassen
  • Teilsysteme modellieren (PFK.1, PFK10, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.1)
    • Zustandsüberführungsdiagramme erstellen
    • Wahrheitstabellen erstellen
  • komplexeren Problemlösung mittels Entwurfswerkzeug implementieren, testen und am Zielsystem in Betrieb nehmen PFK.5, PFK.6, PFK9, PFK.7, PFK.1, PSK.3, PSK.4)
    • Spezifiation von Teilsystemen
      • Schaltplan
      • VHDL
    • Synthese von Teilsystemen
      • Auswahl geeigneter Bibliotheksfunktionalitäten
      • Finden syntaktischer Fehler und deren Behebung
    • Simulation von Teilsystemen
      • Erstellen von Teststimuli
      • Finden semantischer Fehler und deren Behebung
    • Spezifikation des Gesamtsystems
    • Simulationdes Gesamtsystems
      • Erstellen von Teststimuli
      • Finden semantischer Fehler und deren Behebung
    • Gesamtsystem am Zielsystem in Betrieb nehmen

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

Die Studierenden setzen die erworbenen Kenntnisse in praktischen Projekten zur Steuerung von elektromechanischen Modellen mit selbst ein VHDL entwickelten Automaten um.