Nachrichtenverarbeitung Entwurf digitaler Schaltwerke

Dieses Skriptum enthalt den stoff tiber das Teilgebiet "Ent wurf digitaler Schaltwerke" der an der FH Koln im FB Nach richtentechnik gehaltenen Vorlesungen "Nachrichtenverarbei tung" bzw. "Digitaltechnik". Sein Verstandnis wird erleich tert durch die Kenntnis des im Skriptum Nachrichtenverar beitung, Teil 1 (Digitale Schaltkreise) behandelten Stoffes tiber binare Verkntipfungs- und Speicherschaltungen. Ziel dieses Skriptums ist es, die Studenten an den systema tischen Entwurf von Schaltnetzen und Schaltwerken heranzu ftihren. 1m Gegensatz zu intuitiven Verfahren mit rein zufal ligen Losungen werden klare Methoden aufgezeigt, die eine ingenieurwissenschaftliche Behandlung und Losung gestellter Entwurfsaufgaben ermoglichen. Dabei wird besonderer Wert ge legt auf eine Eintibung in die Entwurfsverfahren durch eine Vielzahl ausfUhrlich behandelter Beispiele. FUr weitere Ubungsaufgaben werden die Losungen im Anhang angegeben. Es wird ausschlieBlich das funktionelle Verhalten von Schaltwerken betrachtet, wobei der physikalische Aufbau der Schaltglieder selbst unberticksichtigt bleibt. Dadurch solI vermieden werden, daB der Stoffinhalt durch das Tempo der modernen Bauelementeentwicklung allzu schnell veraltet. Zur Darstellung der Schaltglieder werden vorwiegend die in DIN 40 900 festgelegten Schaltzeichen benutzt, die unabhangig von einer physikalischen Realisierung sind. In einigen Fal len werden auch mehrere Schaltglieder durch einen allgemei nen Funktionsblock dargestellt. Dadurch solI der Student daran gewohnt werden, in Funktionsblocken zu denken, zumal man eben diese Funktionsblocke heute vielfach als Bausteine kaufen kann (z.B. ein Volladdierer).

Inhalt
1 Grundlagen zum Entwurf digitaler Verknüpfungsschaltungen.- 1.1. Grundzüge der Schaltalgebra.- 1.2. Schaltkreisvereinfachungen.- 2. Analyse und Synthese von Schaltnetzen.- 2.1. Analyse von Schaltnetzen.- 2.2. Synthese von Schaltnetzen mit Und-, Oder- und Nicht-Gliedern.- 2.3. Synthese von Schaltnetzen mit Nor- und Nand-Gliedern.- 3. Binäre Codes.- 3.1. Binär codierte Darstellung von Dezimalziffern.- 3.2. Codes zur digitalen Weg- und Winkelmessung.- 4. Systematischer Entwurf von Schaltnetzen.- 4.1. Codierschaltungen.- 4.2. Decodierschaltungen.- 4.3. Codeumsetzerschaltungen.- 4.4. Beispiele für weitere einfache Schaltnetze.- 4.5. Entwurf von Schaltnetzen mit MSI-Schaltungen.- 4.6. Schaltnetze mit programmierbaren LSI-Schaltungen.- 5. Systematischer Entwurf von Zählschaltungen.- 5.1. Speicherglieder.- 5.2. Zählschaltungen.- 6. Registerschaltungen.- 6.1. Register.- 6.2. Schieberegister.- 6.3. Serien-Parallel-Umsetzer.- 6.4. Parallel-Serien-Umsetzer.- 7. Entwurf von Schaltwerken nach der Programmablaufplan-Methode.- 7.1. Beschreibung von Schaltwerken durch den Programmablaufplan.- 7.2. Ermittlung des Schaltwerks aus einem vorgegebenen Programmablaufplan.- 7.3. Beispiele für den Entwurf von Schaltwerken.- 8. Schaltwerke mit MSI- und LSI-Schaltungen.- 8.1. Schaltwerke mit getrennten Speicher- und Verknüpfungseinheiten.- 8.2. Freiprogrammierbare Folgeschaltungen (FPLSs).- 8.3. Anwendungsspezifische Schaltungen (ASICs).- 9. Funktionseinheiten digitaler Rechenanlagen.- 9.1. Speicherwerke.- 9.2. Leitwerke.- 9.3. Rechenwerke.- Weiterführende Literatur.- Lösungen zu den Übungsaufgaben.- Formelzeichen.- Schaltzeichen.- Sachweiser.