23 | 0:00:00 Starten 0:00:04 BCD-Addierer 0:11:40 Subtraktion 0:18:13 Multiplikation und Division 0:41:55 Division 0:46:39 Register-Transfer-Ebene 0:55:38 Logische Bausteine der RT-Ebene 0:57:30 Arithmetisch-logische Einheit (ALU) 1:06:09 Zusammenfassung von TI

Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, SS16, Vorlesung

23: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 19.07.2016

22 | 0:00:00 Starten 0:00:45 Verbale Aufgabenstellung 0:01:36 Technische Randbedingungen 0:02:23 Formalisierung der Aufgabe 0:05:35 Automatengraph 0:06:42 Automatentabelle 0:07:27 Zustandskodierung 0:08:16 Kodierte Ablauftabelle 0:11:55 Ansteuerfunktionen der Flipflops 0:14:03 Ausgabefunktion 0:15:41 Kapitel 4.5 Spezielle Schaltwerkbausteine 0:17:14 4-Bit-Register aus D-Flipflops mit Freigabesignal 0:19:35 Kapitel 4.5.2 Schieberegister 0:24:02 Kapitel 4.5.3 Zähler 0:27:03 Synchroner 3-stelliger Dualzähler 0:30:32 Herleitung 0:36:26 Asynchrone Zähler (Ripple Counter) 0:39:45 Nachteile asynchrone Zähler 0:41:03 Kapitel 4.5.4 Programmierbare Bausteine 0:41:48 NAND-Gatter im Gate-Array-Entwurfsstil 0:44:02 Aufbau eines MPGA (ASIC) 0:46:35 FPGAs 0:50:08 Kapitel 5 Rechnerarithmetik 0:51:27 Addition 0:53:21 Kapitel 5.1.1 Voll- und Halbaddierer 1:00:34 Schaltnetz und Schaltsymbol 1:02:35 Serielle Addition (Papier- und Bleistift-Methode) 1:05:01 Addieren zweier Dualzahlen mit mehreren Stellen 1:06:20 Kapitel 5.1.3 Carry-Lookahead-Addierer 1:07:08 Berechnung der Überträge aus den Eingangsvariablen 1:09:46 Carry-lookahead-Addierer 1:11:43 Anmerkungen

22: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 14.07.2016

21 | 0:00:00 Starten 0:00:04 6. Übung: Schaltwerke 0:01:22 Entwurf von Schaltwerken 0:02:59 Beispiel: Datenpfad für die MIPS-Architektur 0:04:29 Zustandsautomat (DLX Pipeline) 0:04:59 Entwurf von Schaltwerken 0:07:00 Kodierte Ablauftabelle 0:11:34 Flipflop-Ansteuertabellen 0:14:51 Herleitung der Ansteuertabellen 0:16:18 Aufgabe 1 0:19:32 Automatengraph 0:23:47 Zustandskodierung 0:25:23 Kodierte Ablauftabelle 0:30:56 Ansteuerfunktionen der FFs 0:32:06 Ausgabefunktion 0:33:04 Aufgabe 1.4 0:38:07 Methode des Koeffizientenvergleichs 0:43:36 Aufgabe 1.5 0:44:51 Verläufe der Signale 0:47:04 Aufgabe 1.6 0:48:42 Schaltwerkanalyse 0:50:14 Aufgabe 2 0:56:42 Aufgabe 3 0:57:27 Automatengraph 0:58:36 Zustandskodierung 0:59:10 Kodierte Ablauftabelle 1:02:17 Aufgabe 3.3 1:02:20 Aufgabe 3.4 1:03:17 Schaltung 1:05:37 Zähler mit RS-Flipflops 1:06:28 Zähler mit JK-Flipflops 1:07:19 Aufgabe 4 1:07:59 Geldwechselautomat 1:08:22 Zustände und Automatengraph 1:10:14 Ablauftabelle 1:10:32 Kodierungen

21: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Übung, SS 2016, am 12.07.2016

19 | 0:00:00 Starten 0:00:04 Kapitel 4.1.3 Darstellungsmöglichkeiten 0:00:55 Formalisierte Beschreibung 0:01:45 Zeitdiagramm 0:03:37 Ablauftabelle 0:05:05 Automatentabelle 0:07:31 Automatengraph 0:09:41 Kapitel 4.1.4 Realisierung von Automaten 0:09:50 Zustandsspeicher 0:11:04 Beispiel: Rückgekoppeltes NOR-Gatter 0:18:15 Defenitionen 0:18:56 Pegelsteuerung 0:19:39 Flankensteuerung 0:20:01 Synchrone Schaltwerke vs. Asynchrone Schaltwerke 0:22:08 Kapitel 4.2 Entwurf asynchroner Schaltwerke 0:22:28 Beispiel: Einfacher Speicher 0:23:55 Vorgehensweise 0:25:32 Funktionsweise 0:25:56 Übertragen des Automatengraphen in die Automatentafel 0:26:55 Stabilitätskriterium 0:28:13 Beispiel: Flussmatrix des einfachen Speichers 0:30:37 Mögliche Formen eines Zustandsübergangs 0:35:26 Kapitel 4.2.3 Wahl der Zustandskodierung 0:35:47 Binäre Zustandskodierung 0:36:31 Anzahl der Zustandsvariablen 0:37:38 Willkürlich gewählte Zustandskodierung 0:40:55 Wechsel von Zustand 0 zu Zustand 3 0:41:41 Mögliche Fälle eines Wettlaufs 0:44:33 Kritischer Wettlauf 0:46:47 Wettlauffreie Zustandskodierung 0:49:56 Anmerkungen 0:51:18 Kapitel 4.2.4 Erzeugen der Ausgabe- und Übergangsschaltnetze 0:51:24 Erregungsmatrix 0:52:55 Ausgabe- und Übergangsschaltnetze 0:55:53 Schaltbild des Speichers 0:56:40 Das asynchrone RS-Flipflop 0:58:21 Probleme asynchroner Schaltwerke 1:00:23 Kapitel 4.2.5 Analyse asynchroner Schaltwerke 1:00:45 Analyse asynchroner Schaltwerke 1:08:07 Genauere Analyse eines Übergangs 1:11:54 Verhalten des Flipflops bei Auftreten des Hasardfehlers

19: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 30.06.2016

20 | 0:00:00 Starten 0:00:04 Kapitel 4.3 Flipflops als Zustandsspeicher 0:00:22 Einleitung 0:01:18 Asynchrones RS-Flipflop 0:02:34 Verhalten des RS-Flipflops 0:03:19 Pegelgesteuerter RS-Latch 0:05:00 Anmerkung zur Notation 0:05:37 Ansteuertabelle (RS-Flipflop) 0:11:29 D-Latch 0:14:38 Pegelgesteurtes synchrones D-Flipflop 0:16:27 Taktflankengesteurtes D-Flipflop 0:20:26 Einflankgesteuertes D-Flipflop 0:25:03 Schaltwerke mit D-Flipflops 0:28:35 Zusatzbetrachtung für flankengesteuerte Flipflops 0:29:12 Setzzeit (Setup-) und Haltezeit (Hold-Time) 0:30:15 Zweiflankengesteuerte Flipflops 0:34:24 JK-Flipflop 0:35:47 Beispiel 0:38:48 JK-Flipflops aus einem D-Flipflop 0:39:31 Schaltbild des synchrones JK-Flipflops 0:40:32 Ansteuertabelle 0:43:17 Beispiel: Asynchron rücksetzbares JK-Flipflop 0:46:50 T-Flipflop 0:47:39 T-Flipflop aus JK-Flipflop 0:48:37 T-Flipflop: Verkürzte Funktionstabelle 0:49:20 T-Flipflop: Ansteuertabelle 0:49:45 Zusammenfassung Flipflops 0:50:57 Wichtigste Hilfsmittel: Ansteuertabelle 0:52:31 Kapitel 4.4 Entwurf synchroner Schaltwerke 0:52:55 Einleitung 0:53:04 Serienaddierer 0:56:30 Automatengraph 0:59:39 Aufstellen der Automatentafel 1:02:57 Wahl der Zustandskodierung 1:04:03 Zustandskodierung beim Serienaddierer 1:05:30 Ausgabe- und Übergangsschaltnetze 1:05:50 Kodierte Ablauftabelle 1:09:04 Ansteuerung des Flipflops 1:11:19 Minimierte Ausgangs- und Ansteuerungsnetze 1:13:09 Realisierung des Serienaddierers

20: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 05.07.2016

18 | 0:00:00 Starten 0:00:04 Hasardbehaftete Übergänge 0:00:32 Klassifizierung von Übergängen 0:00:54 Klassifizierung von Hasards 0:01:16 Zusammenfassung 0:02:58 Aufgabe 1 0:41:54 Aufgabe 2 1:00:07 Aufgabe 3

18: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Übung 5, SS 2016, am 28.06.2016

17 | 0:00:00 Starten 0:00:06 Klassifizierung von Hasards 0:00:41 Funktions- und Strukturhasard 0:01:34 Funktionshasard 0:02:26 Strukturhasard 0:03:28 Klassifizierung von Laufzeiteffekten 0:04:13 Analyse von Hasards 0:05:19 Erkennen eines Funktionshasard 0:08:53 Beispiel 0:14:27 Erkennen eines Sturkturhasard 0:17:23 Beispiel 0:19:27 Das strukturspezifische KV-Diagramm 0:23:49 Anderer Übergang im gleichen Schaltnetz 0:29:05 Zeitbedingungen für Hasardfehler 0:31:23 Zeitbedingungen 0:32:32 Beheben von Hasards 0:32:42 Beheben von Funktionshasards 0:33:19 Beheben von Stukturhasards 0:34:16 Behebung statuischer 1-Strukturhasards 0:41:38 Behebung statischer 0-Strukturhasards 0:42:37 Satz von Eichelberger 0:43:35 Beispiel 0:45:25 Behebung dynamischer Stukturhasards 0:45:49 Vorgehensweise 0:46:43 Beispiel 0:55:38 Wieso funktioniert dieses Verfahren? 0:56:16 Regel für zweistufige Schaltnetze in konjunktiver Form 0:56:36 Weitere Modelle und Methoden 0:57:18 Schaltwerke 0:59:01 Einleitung 1:01:32 Formale Grundlagen 1:03:58 Arbeitsweise 1:04:59 Mealy- und Moore-Automat 1:05:03 Moore-Automat 1:05:52 Mealy-Automat 1:06:46 Moore-Automat vs. Mealy-Automat 1:07:44 Unterschiede im Verhalten der beiden Automaten 1:09:30 Darstellungsmöglichkeiten 1:09:35 Formalisierte Beschreibung 1:11:16 Zeitdiagramm 1:13:18 Ablauftabelle 1:14:09 Automatentabelle

17: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 23.06.2016

16 | 0:00:00 Starten 0:00:04 SRAM und DRAM 0:02:41 Programmable Logic Array (PLA) 0:03:38 Schematische Darstellung eines PLA 0:05:28 Beispiel 0:06:54 FPLA und PAL 0:08:05 Schematische Darstellung eines PAL 0:09:52 Kapitel 3.4 Laufzeiteffekte 0:11:45 Realer und idealer Signalverlauf (Inverter) 0:12:55 Modellierung und Laufzeiteffekten 0:13:24 Das Totzeitmodell 0:15:58 Beispiel: Inverteranwendung 0:16:41 Zeit-Diagramm 0:18:50 Verhalten eines Schaltnetzes bei Änderung der Eingabebelegung 0:21:34 Beispiel 0:22:28 Eingabewechsel 0:25:05 Das Verhalten anhand des Totzeitmodells 0:30:30 Trennung von Verzögerungs- und Verknüpfungsteil 0:32:28 Eigenschaften von Totzeiten 0:37:36 Beispiel 1 0:44:06 Pfadvektor und Strukturausdruck 0:47:36 Alternative Methode 0:49:06 Kapitel 3.4.2 Hasardfehler 0:49:42 Eingabewechsel und Übergang 0:51:40 Einschränkungen 0:52:18 Hasardfehler und Hasard 0:53:42 Hasardbehaftete Übergänge 0:54:28 Zu Beispiel 1 0:55:26 Statischer Übergang 0:56:12 Dynamischer Übergang 0:57:02 Statischer 0-Hasard 0:57:46 Dynamischer-Hasard 0:58:14 Klassifizierung von Hasards 1:00:53 Klassifizierung von Laufzeiteffekten

16: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 16.06.2016

15 | 0:00:00 Starten 0:00:39 Minimierungsverfahren 0:00:54 Vorgehensweise beim Minimieren 0:02:20 Quine-McCluskey-Verfahren 0:03:33 Aufgabe 3 0:04:10 Bestimmung der Primimplikanten 0:12:37 Bestimmung der DMF 0:13:41 Bearbeitung der Überdeckungstabelle 0:24:08 Disjunktive Minimalformen 0:25:59 Konjunktive Minimalformen 0:30:17 Aufgabe 4 0:36:47 Das Überdeckungsproblem 0:45:13 Consensus-Verfahren 0:54:32 DMF 0:55:14 Überdeckungstabelle 0:57:27 Nelson-Verfahren 0:58:27 Aufgabe 6 0:59:42 Bündelminimierung 1:00:29 Funktion einzeln minimieren 1:01:58 FUnktion gemeinsam minimieren

15: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Übung 4, SS 2016, am 14.06.2016

14 | 0:00:00 Starten 0:00:06 Nelson- Verfahren (1) 0:01:20 Nelson Verfahren (2) 0:01:26 Beweis Absorptionsgesetz 0:02:05 Beispiel 0:07:43 Nelson Verfahren (3) 0:08:16 Beispiel 0:09:10 Nelson-Verfahren (4) 0:09:37 Vorgehensweise beim Minimieren 0:10:17 Vergleich der Verfahren 0:11:29 Erweiterter Minimierungsansatz 0:11:53 Beispiel Bündelminimierung 0:12:39 Primkoppelterm 0:13:32 Allgemeine Problematik 0:14:03 Heuristische Minimierung 0:17:09 Kapitel 3.3.3 Spezielle Strukturen 0:17:23 Kontemplation und Motivation 0:17:33 Komplexere Bausteine 0:17:51 Multiplexer 0:32:36 Realisierung von logischen Funktionen mittels Multiplexer 0:33:05 Implementierungstabelle 0:33:19 Beispiel: Realisierung der Funktion 0:42:48 Demultiplexer / Dekoder 0:50:25 Realisierung logischer Funktionen durch Dekoder 0:51:16 Realisierung 0:52:05 Realisierung mittels Speicherbausteinen 0:52:35 Schemantischer Aufbau eines Speicherbausteins 0:53:16 Organisation von Speicherbausteinen 0:53:35 Speicherwerk 0:54:50 Beispiel 0:55:24 Lösung 0:56:03 Speichertypen 0:57:01 Festwertspeicher: ROM (Read Only Memory) 0:57:53 RAM ( Random Access Memory ) 0:58:04 Statische RAM-Speicherzellen (SRAM) 1:04:39 Dynamische RAM-Speicherzellen 1:06:16 Dynamische MOS-Speicherzellen: Lesen 1:07:33 Dynamische MOS-Speicherzellen: Schreiben 1:07:56 Dynamische RAM-Bausteine (DRAM)

14: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 09.06.2016

13 | 0:00:00 Starten 0:00:26 1. CMOS 0:00:46 CMOS-Technologie 0:01:40 Inverter in CMOS-Tchnologie 0:03:31 NAND-Funktion in CMOS 0:05:11 NOR-Funktion in CMOS 0:06:07 Schaltsymbole für MOSFETs 0:06:56 Aufgabe 1 0:13:14 Aufgabe 2 0:14:55 Schaltfähigkeit von nMOS und pMOS 0:17:32 Transmission-Gate 0:18:55 Aufgabe 3 0:28:28 Prinzipieller Aufbau einer CMOS Schaltung für n-stellige Boolesche Funktion 0:29:29 Aufgabe 4 0:34:26 AND-OR-Inverter 0:37:58 Aufgabe 5 0:44:00 Aufgabe 6 0:45:05 2. Minimierungsverfahren 0:45:40 Vorgehensweise beim Minimieren 0:47:15 KV-Diagramm 0:51:05 KV-Diagramm mit 6 Variablen 0:52:36 Aufgabe 1 1:10:13 Aufgabe 2 1:11:43 DMF mit KV-Diagramm 1:17:06 KMF mit KV-Diagramm 1:20:29 Quine-McCluskey-Verfahren 1:23:55 Aufgabe 3 1:24:23 Bestimmung der Primimplikanten

13: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Übung 3, SS 2016, am 07.06.2016

12 | 0:00:00 Starten 0:00:06 Das Quine-McCluskey-Verfahren 0:01:11 Beispiel mit fünf Variablen 0:02:22 Verfahren Bestimmung der Primimplikanten 0:05:55 Auswahl einer minmalen Anzahl von Primimplikanten 0:08:52 Überdeckungsfunktion 0:24:02 Bearbeitung der Überdeckungstabelle 0:26:13 Überdeckungsfunktion des Beispiels 0:27:28 Wdh.: Funktionsdarstellung im Würfelkalkül 0:30:57 Wdh.: Weitere Definitionen 0:33:02 Wdh.: Beispiele als Aufgabe: A n B = ?? 0:33:58 Consensus-Verfahren: Motivation 0:35:52 Consensus-Regel 0:41:54 Consensus-Würfel 0:45:08 Beispiel 0:46:59 Sonderfälle bei der Consensus-Bildung 0:49:05 Anwendung der Consensusbildung als Schaltnetzentwurf 0:50:12 Consensus-Verfahren zur Bestimmung aller Primimplikanten 0:52:56 Consensus-Verfahren 1:00:33 Weitere Anwendung der Consensus-Bildung 1:04:24 Nelson-Verfahren 1:05:56 Beweis Absorptionsgesetz 1:09:31 Beispiel

12: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 02.06.2016

11 | 0:00:00 Starten 0:00:06 Kapitel 3.3.2: Minimierungsverfahren 0:00:48 Zweistufiges Schaltnetz (Beispiel) 0:01:24 Arten von Minimierungsverfahren 0:02:14 Das KV-Diagramm (nach Karnaugh und Veitch) 0:09:50 Einfache Eintragung der Feldindizes 0:17:13 Alternative Spiegelung 0:20:40 Visualisierung KV-Diagramm für 4 Variablen 0:22:21 KV-Diagramme (Erstellung) (mit Beispiel) 0:23:38 Eigenschaften der KV-Diagramme 0:31:24 Implikanten im KV-Diagramm 0:36:45 Definition: Primimplikant 0:38:17 Herauslesen der Primimplikanten aus dem KV-Diagramm (mit Beispiel) 0:42:54 Minimierung einer zweistufigen Schaltfunktion 0:43:32 Minimale Überdeckung 0:44:24 Disjunktive Minimalform 0:45:57 Beispiel 1: Disjunktive Minimalform 0:57:36 Beispiel 2: Disjunktive Minimalform 1:00:04 Bestimmung einer konjunktiven Minimalform aus dem KV-Diagramm 1:00:20 Konjunktive Minimalform 1:01:59 Unvollständig definierte Funktionen 1:02:49 Beispiel: Airbag-Steuerung 1:09:00 Unvollständig definierte Funktionen (Fortsetzung) 1:12:12 Zusammenfassung: Graphische Minimierung 1:13:26 Übersicht Minimierungsverfahren 1:14:09 Das Quine-McCluskey-Verfahren 1:14:37 Beispiel mit fünf Variablen 1:15:47 Verfahren Bestimmung der Primimplikanten 1:20:44 Auswahl einer minimalen Anzahl von Primimplikanten

11: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 31.05.2016

10 | 0:00:00 Starten 0:00:06 Kapitel 3.2.2 Schalterebene 0:00:29 Schalterebene 0:01:00 Transistor als Schalter 0:01:29 Schaltfähigkeit 0:03:01 Transmission-Gate 0:12:50 Schalter und logische Verknüpfungen 0:19:33 CMOS-Technologie 0:20:11 Zusammenschaltung von p- und n-Kanal-MOSFETs 0:21:38 Inverter in CMOS-Technologie 0:23:06 NAND-Funktion in CMOS 0:24:35 NOR-Funktion in CMOS 0:24:57 Prinzipieller Aufbau einer CMOS-Schaltung 0:33:39 Vorteil dieser Konstruktion 0:34:22 Ideales Modell 0:34:56 Realeres Modell 0:51:36 Spannungsverlauf des Modells 0:52:45 Schlussfolgerungen 0:56:33 Kapitel 3.3 Entwurf von Schaltnetzen 0:57:56 Kapitel 3.3.2 Minimierungsverfahren

10: Digitaltechnik und Entwurfsverfahren, Vorlesung, SS 2016, am 24.05.2016

09 | 0:00:00 Starten 0:00:06 Kapitel 3.1.7 NAND/NOR 0:01:15 NAND-Konvertierung 0:04:14 NAND(2)/NAND(3)-Funktion 0:06:17 NAND(k)-Funktion 0:08:20 NOR-Konversion 0:11:25 NOR-Funktion 0:14:01 Kapitel 3.2 Realisierung von Schaltnetzen 0:15:11 Kapitel 3.2.1 Gatterebene 0:15:57 Bedeutung der Zeichen 0:16:48 Äquivalenz-Gatter 0:17:51 Antivalenz-Gatter 0:21:01 Halbleiter-Grundlagen 0:21:35 Halbleiter (Silizium, Germanium) 0:36:34 pn-Übergang 0:40:17 Isr der Widerstand der Sperrschicht steuerbar? 0:41:49 Dioden-Kennlinie 0:42:25 Wie kann man daraus ein steuerbares technisches Baulement machen? 0:45:19 Bipolar-Transistor 0:46:35 Funktionsweise: npn-Transistor 0:48:36 MOSFET 0:51:34 Selbstsperrende n-Kanal-MOSFETs 1:01:43 Selbstsperrende p-Kanal-MOSFETs 1:04:11 Selbstleitende n-Kanal-MOSFETs 1:06:12 Schaltsymbole für MOSFETs 1:08:38 Kapitel 3.2.2 Schalterebene 1:09:24 Transistor als Schalter 1:10:26 Schaltfähigkeit

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