Digitale informatie analoog signaal  digitaal signaal (zie figuur):

Presentatie over: "Digitale informatie analoog signaal  digitaal signaal (zie figuur):"— Transcript van de presentatie:

1 Digitale informatie analoog signaal  digitaal signaal (zie figuur):
bemonsteren Nyquist theorema fb = Tb-1 > 2 B quantiseren (in praktijk eindig bereik) bit: informatie-eenheid, 2 discrete waarden effect van ruis coderen: N waarden geeft log2N bits voordelen: correcte overdracht exacte en onbeperkte opslag verwerking met numerieke perfect voorspelbare algoritmes

2 Digitale informatie analoog-digitaal omzetter (ADC):
elektronische schakeling vb. CD: stroom 16 bit woorden aan 44.1 kHz vb. video (z/w): 8 bit woorden aan 13.5 MHz binaire getallenvoorstellingen op basis van 2 twee-complement voorstelling: zelfde hardware voor optelling en aftrekking N>0: bn=0 en bn-1,…,b0=B(N) N<0: bn=1 en bn-1,…,b0=B(2n-|N|) bn is tekenbit digitale data: voostellen van symbolen vb. ASCI codering digitale toestanden: vb. deur, thermostaat

3 Combinatorische functies vb. verkeerslicht
3 toestanden: r(ood), o(ranje),g(roen) (2 bits) toestand x1 x2 r o g ALS defect DAN {x1=0; x2=0; pinken = pinksequentie(t) } ANDERS pinken=0 r, o, g boole functies van data x1,x2,pinken onafh. v. voorgeschiedenis “en”, “of”, en “niet” operaties r = x1• x2’ o = x1’• x2’ • pinken’ g = x1’• x2

4 Combinatorische functies vb. verkeerslicht
defect i betekent “er loopt stroom” defect = (r•ir’+r’•ir) + (o•io’+o’•io) +(g•ig’+g’•ig) “exor”-functie defect = rir + oio + gig combinatorische functies kunnen gerealiseerd worden in electronica

5 Sequentieel systeem uitvoer hangt af van voorgeschiedenis en de huidige invoer voorgeschiedenis zit in toestand systeem geheugen nodig eindige toestandsautomaat vb. juiste sequentie vb. gorg ...

6 Implementatie bit: logische spanningsvallen
bvb. 1 = 3.5 … 5 V, 0 = 0 … 0.4 V verband ingang - uitgang: poorten = transistorschakelingen (zie figuur) te koop als IC kost  aantal transistoren   aantal ingangen combinatorische schakeling: realiseren = verbinden van poorten, zoek goedkoopste oplossing vereenvoudigen van uitdrukkingen theorema van De Morgan enkel inverterende poorten met CAD op computers

7 Implementatie sequentiële schakeling toestandstransitiegrafe (TG)
vb. bellen in bus toestandstransitiegrafe (TG) uitvoer AB’/1 A’/0 uit aan B’/1 Q=0 A’B/0 Q=1 toestand transitie- voorwaarde

8 Implementatie sequentiële schakeling toestandstransitietabel (TT)
vb. bellen in bus toestandstransitietabel (TT) realisatie met logisch netwerk huidige toestand en inputs als invoer volgende toestand en outputs als uitvoer

9 Implementatie sequentiële schakeling
vb. bellen in bus per toestandsbit en per uitgang Karnaugh kaart Q = Lamp = B’•a + A•B’ = B’•(A+q) STABIELE OPLOSSING

10 Implementatie AFSM: Asynchronous Finite State Machine probleem: spikes
SFSM: Synchronous Finite State Machine overgang slechts mogelijk op welbepaalde ogenblikken, bepaald door klok invoer synchroon met klok flankgestuurde D flip-flops in terugkoppellussen macro-instructies, micro-instructies ook software FSM: uitvoeringssnelheid !!!

11 Arithmetische logische schakelingen
optelling, aftrekking, vermenigvuldiging, … ALU: Arithmetisch-Logische Units RC-ketens C opladen eist tijd (0.5 … 1 ns/logische operatie) 32 bit optelling (32 … 64 ns) streven naar kleinere C, dus kleinere afmetingen R energieverbruik (op chip 0.5 pJ/logische operatie, met externe draad 250 pJ/logische operatie) realisatie: op IC’s integreren = kosten, plaats, vermogen besparen = betrouwbaarder ASIC’s