Behörighetskrav

15 hp inom teknik/naturvetenskap. Algebra I samt Programkonstruktion och datastrukturer ska vara genomgångna.

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• konstruera kombinatoriska nät samt synkrona sekvensnät med D-vippor, samt realisera dessa med hänsyn tagen till komponenternas omslagstid,
• realisera digitala elektroniska kretsar med diskreta komponenter av TTL- och CMOS-typ, under beaktande av Kirchhoffs och Ohms lagar samt komponenternas kapacitans,
• använda oscilloskop och multimeter för mätning av elektrisk spänning,
• konstruera och realisera enkla kopplingar med dioder och transistorer,
• använda analog till digital- och digital till analog-omvandlare tillsammans med digital elektronik,
• analysera och konstruera digitala kretsar med hjälp av simuleringsprogramvara,
• redogöra för digitala talrepresentationer och aritmetiska beräkningar,
• redogöra för hur moderna datorsystem är uppbyggda, inklusive detaljer om pipelines, minnesorganisation, virtuellt och fysiskt minne samt minnesteknologi,
• redogöra för principerna för konstruktion av instruktionsuppsättningar,
• övergripande beskriva vad som sätter begränsningar för datorsystem avseende bandbredd, effektförbrukning och kylning,
• redogöra för hur datorsystem interagerar med omvärlden genom in- och utmatningssystem samt avbrott,
• skriva enklare program i assemblerspråk för att styra ett datorsystem och dess interaktion med omvärlden.

Innehåll

Begreppen laddning, potential, ström, spänning, resistans och kapacitans. Ohms och Kirchhoffs lagar, spänningsdelning. Tvåpoler och tvåpolssatsen. Mätinstrument och oscilloskop. Dioden och bipolartransistorn. Analog till digital- och digital till analog-omvandlare. Digitala grundkretsar, Boolesk algebra, Karnaughdiagram. Analys och syntes av kombinatoriska kretsar och synkrona sekvenskretsar. Realisering av digitala kretsar i programmerbar logik av PLD-typ. Introduktion till simuleringsprogramvara. Digitala talrepresentationer och aritmetiska beräkningar. Modeller och principer för moderna datorsystem. Assemblerprogrammering, maskinoperationer och instruktioner. Minnesorganisation, bussar, in- och utmatningsenheter. Centralenhetens uppbyggnad, kontrollenhet och ALU. Projektarbete som behandlar konstruktion och realisering av en digital krets , t.ex. en utmatningsenhet till en dator.

Undervisning

Föreläsningar, laborationer, seminarier och handledning av kursintegrerande projekt.

Examination

Delkursen digital elektronik (8 hp): Redovisning av projektarbete, i form av aktivt deltagande i seminarier samt en skriftlig rapport, för betyg 3. Frivillig skriftlig tentamen vid delkursens slut för att erhålla betyg 4 eller 5.

Delkursen datorarkitektur (7 hp): Skriftlig tentamen vid delkursens slut samt godkända laborationer. Betyg 3 kan erhållas utan skriftlig tentamen om inlämningsuppgifter och extra uppgifter vid laborationerna genomförs med godkänt resultat.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.