1 / 11

Digitale informatie

Digitale informatie. analoog signaal  d igitaal signaal (zie figuur): bemonsteren Nyquist theorema f b = T b -1 > 2 B quantiseren (in praktijk eindig bereik) bit: informatie-eenheid, 2 discrete waarden effect van ruis coderen: N waarden geeft log 2 N bits voordelen:

clyde
Download Presentation

Digitale informatie

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  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 functiesvb. verkeerslicht • 3 toestanden: r(ood), o(ranje),g(roen) (2 bits) toestand x1 x2 r 1 0 o 0 0 g 0 1 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 functiesvb. 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 • vb. bellen in bus • toestandstransitiegrafe (TG) uitvoer AB’/1 aan A’/0 uit B’/1 Q=1 Q=0 A’B/0 transitie- voorwaarde toestand

  8. Implementatie • sequentiële schakeling • 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

More Related