Elektronik: für Elektrotechniker ab 1. Semester 3 Digitale Schaltungen und Systeme
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Braunschweig [u.a.]
Vieweg
1992
|
Schriftenreihe: | Uni-Text
|
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XVIII, 393 S. graph. Darst. |
ISBN: | 3528033665 |
Internformat
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INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
1.
DEFINITIONEN
UND
BEGRIFFE
DER
INFORMATIONSVERARBEITUNG
NACH
DIN
41859
UND
DIN
44300
1
2.
DARSTELLUNG
BINAERER
VARIABLEN
DURCH
ELEKTRISCHE
GROESSEN
3
2.1
ALLGEMEINES
3
2.2
POSITIVE
UND
NEGATIVE
LOGIK
4
3.
LOGISCHE
VERKNUEPFUNGSFUNKTIONEN
I,
GRUNDFUNKTIONEN
6
3.1
ALLGEMEINE
DEFINITIONEN
6
3.1.1
DIE
WAHRHEITSTABELLE
6
3.1.2
DIE
ARBEITSTABELLE
6
3.1.3
KARNAUGH-VEITCH-DIAGRAMM
(KV-TAFEL)
7
3.2
LOGISCHE
ELEMENTARFUNKTIONEN
7
3.2.1
UND-(AND)-FUNKTION
7
3.2.2
ODER-(OR)-FUNKTION
8
3.2.3
NICHT-(NOT)-FUNKTION
8
3.2.4
NICHT-UND-(NAND)-FUNKTION
9
3.2.5
NICHT
ODER-(NOR)-FUNKTION
9
3.2.6
EXKLUSIV-ODER-(XOR)-FUNKTION
(ANTIVALENZ)
10
3.2.7
EXKLUSIV-NOR-(XNOR)-FUNKTION
(AEQUIVALENZ)
11
3.3
BELASTUNGSREGELN
FUER
LOGISCHE
VERKNUEPFUNGEN,
FAN-IN,
FAN-OUT
11
3.3.1
FAN-OUT
(F
O
)
11
3.3.2
FAN-IN
(FJ)
12
4.
LOGISCHE
VERKNUEPFUNGEN
II,
DIODENLOGIK
DL
13
4.1
UND-SCHALTUNG
13
4.2
ODER-SCHALTUNG
14
4.3
MEHRSTUFIGE
DIODENSCHALTUNGEN
14
5.
LOGISCHE
VERKNUEPFUNGEN
III,
TRANSISTORLOGIK
15
5.1
DER
INVERTER
MIT
BIPOLARTRANSISTOR
15
5.2
RTL
WIDERSTANDS-TRANSISTOR-LOGIK
15
5.2.1
RTL-NOR
16
5.2.2
RTL-NAND
16
5.3
DTL
DIODEN-TRANSISTOR-LOGIK
17
5.3.1
ALLGEMEINES
17
5.3.2
INTEGRIERTE
DTL-SCHALTUNGEN
18
5.3.3
WIRED-AND-FUNKTION
(PHANTOM-UND)
18
5.3.4
WIRED-OR-FUNKTION
(PHANTOM-ODER)
19
5.4
DCTL
(DIREKT
GEKOPPELTE
TRANSISTOR-LOGIK)
20
5.5
TTL
(TRANSISTOR-TRANSISTOR-LOGIK,
STANDARD-TTL)
21
5.6
TTL
L
UND
TTL
H
23
5.7
SCHOTTKY-TTL
23
5.8
ADVANCED
SCHOTTKY-TTL
24
5.9
ECL
(EMITTERGEKOPPELTE
TRANSISTOR-LOGIK,
ECTL)
24
5.10
ETL
(EMITTERFOLGER-TRANSISTOR-LOGIK)
26
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
5.11
CTL
(KOMPLEMENTAER-TRANSISTOR-LOGIK)
26
5.12
LSL
(LANGSAME,
STOERSICHERE
LOGIK)
27
5.13
I
L
(INTEGRIERTE
INJEKTIONSSTROM-LOGIK)
27
5.14
DIGITALE
VERKNUEPFUNGSSCHALTUNGEN
MIT
FELDEFFEKT-TRANSISTOREN
28
5.14.1
MOS-SCHALTUNGSTECHNIK
29
5.14.1.1
MOSFET-INVERTER
29
5.14.1.2
MOS-NAND
UNDMOS-NOR
30
5.14.1.3
MOS-XOR
UNDMOS-NOR
31
5.14.2
CMOS-SCHALTUNGSTECHNIK
31
5.14.2.1
CMOS-INVERTER
32
5.14.2.2
CMOS-NAND/NOR
32
5.14.2.3
CMOS-NOR/NAND
33
5.15
VERGLEICH
DER
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
LOGISCHER
SCHALTUNGSFAMILIEN
33
5.16
PEGELUMSETZER
(INTERFACES)
ZWISCHEN
LOGIKFAMILIEN
34
6
.
BOOLESCHE
ALGEBRA
1,
GRUNDZUEGE
UND
RECHENREGELN
38
6.1
EINLEITUNG
38
6.2
DIE
ZWEIELEMENTIGE
BOOLESCHE
ALGEBRA
39
6.2.1
DEFINITIONEN
39
6.2.2
THEOREME
DER
BOOLESCHEN
ALGEBRA
39
6.3
UEBERSICHT
UEBER
DIE
FUNKTIONEN
DER
EIN
UND
DER
ZWEIELEMENTIGEN
BOOLESCHEN
ALGEBRA
40
6.4
DUALITAET
42
6.5
KONJUNKTIVE
UND
DISJUNKTIVE
NORMALFORM
42
6.6
AUSGEZEICHNETE
NORMALFORMEN,
MINTERME
UND
MAXTERME
43
6.7
EIGENSCHAFTEN
VON
MINTERMEN
UND
MAXTERMEN
44
7.
BOOLESCHE
ALGEBRA
II,
BEHANDLUNG
VON
SCHALTNETZEN
45
7.1
ALLGEMEINES
45
7.2
SCHALTNETZANALYSE
45
7.2.1
ERMITTLUNG
DER
SCHALTFUNKTION
46
7.2.2
ERMITTLUNG
DER
WAHRHEITSTABELLE
46
7.2.3
ERMITTLUNG
DES
KV-DIAGRAMMS
46
7.3
SCHALTNETZSYNTHESE
47
7.3.1
SYNTHESE
VON
SCHALTNETZEN
AUS
AND-,
OR
UND
NOT-GLIEDERN
47
7.3.1.1
BELIEBIGES
FAN-IN
48
7.3.1.2
BEGRENZTES
FAN-IN
48
7.3.2
SYNTHESE
VON
SCHALTNETZEN
MIT
NOR-GLIEDERN
49
7.3.2.1
BELIEBIGES
FAN-IN
49
7.3.2.2
BEGRENZTES
FAN-IN
50
7.3.3
SYNTHESE
VON
SCHALTNETZEN
MIT
NAND-GLIEDERN
51
7.3.3.1
BELIEBIGES
FAN-IN
52
7.3.3.2
BEGRENZTES
FAN-IN
52
7.3.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
REGELN
52
7.4
VEREINFACHUNG
VON
BOOLESCHEN
FUNKTIONEN
53
INHALTSVERZEICHNIS
IX
SEITE
7.4.1
PROBLEMSTELLUNG,
UEBERSICHT
UEBER
VERSCHIEDENE
VERFAHREN
53
7.4.2
RECHENREGELN
FUER
DIE
ALGEBRAISCHE
VEREINFACHUNG
54
7.4.3.
KARNAUGH-VEITCH-DIAGRAMME
54
7.4.3.1
MINTERM-METHODE
54
7.4.3.2
MAXTERM-METHODE
61
7.4.3.3
WICHTIGE
REGELN
BEI
DER
ANWENDUNG
DER
KV-TAFELN
61
8.
KIPPSCHALTUNGEN
62
8.1
ALLGEMEINES
62
8.2
BISTABILE
KIPPSTUFEN
(FLIPFLOPS)
63
8.2.1
ARTEN
VON
FLIPFLOPS
63
8.2.2
GRUNDSCHALTUNG
63
8.2.3
RS-FLIPFLOP
(SPEICHERFLIPFLOP)
65
8.2.3
1
RS-FLIPFLOP
MIT
NOR-GLIEDERN
66
8.2.3.2
RS-FLIPFLOP
MIT
NAND-GLIEDERN
66
8.2.4
GETAKTETES
RS-FLIPFLOP
(AUFFANGFLIPFLOP,
LATCH)
67
8.2.5
D-FLIPFLOP
(DELAY-FLIPFLOP)
67
8.2.6
R-FLIPFLOP
(O-FLIPFLOP,
RESET-FLIPFLOP)
68
8.2.7
S-FLIPFLOP
(1-FLIPFLOP,
SET-FLIPFLOP)
69
8.2.8
E-FLIPFLOP
69
8
2.9
T-FLIPFLOP
(TRIGGER
FLIPFLOP,
TOGGLE
FLIPFLOP)
69
8.2.10
ZWEISPEICHER-FLIPFLOP
(FLIPFLOP
MIT
ZWISCHENSPEICHER)
71
8.2.10.1
PRINZIP
DES
ZWEISPEICHERFLIPFLOPS
71
8.2.10.2
ARTEN
DER
TAKTSTEUERUNG
72
8.2.10.3
JK-FLIPFLOP
72
8.2.10.4
DV-FLIPFLOP
74
8.3
MONOSTABILE
KIPPSTUFEN
(MONOFLOPS)
74
8.3.1
GRUNDSCHALTUNG
74
8.3.2
MONOFLOP
MIT
STATISCHEM
EINGANG
75
8.3.3
MONOFLOP
MIT
DYNAMISCHEM
EINGANG
77
8.3.4
MONOFLOP
MIT
LOGISCHEN
GRUNDFUNKTIONEN
77
8.4
ASTABILE
KIPPSCHALTUNGEN
(MULTIVIBRATOREN)
78
8.4.1
GRUNDSCHALTUNG
78
8.4.2
VERBESSERUNG
DER
DYNAMISCHEN
EIGENSCHAFTEN
79
8.5
SCHWELLWERTSCHALTUNGEN
(SCHMITT-TRIGGER)
80
8.5.1
PRINZIP
UND
GRUNDSCHALTUNG
80
8.5.2
INTEGRIERTER
SCHMITT-TRIGGER
82
8.6
ZUSAMMENFASSENDER
UEBERBLICK
UEBER
DIE
VERSCHIEDENEN
TYPEN
VON
KIPPSCHALTUNGEN
82
9.
CODIERUNG
I,
ZAHLENSYSTEME
84
9.1
ALLGEMEINES,
DEFINITIONEN
84
9.2
ZAHLENDARSTELLUNGEN
(ZAHLENSYSTEME)
85
9.2.1
STRICHDARSTELLUNG
85
9.2.2
ROEMISCHES
ZAHLENSYSTEM
86
X
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
9.2.3
POLYADISCHE
(B-ADISCHE
SYSTEME)
86
9.2.3.1
DEZIMALSYSTEM
87
9.2.3.2
DUALSYSTEM
87
9.2.3.3
DAS
OKTALSYSTEM
87
9.2.3.4
DAS
HEXADEZIMAL
ODER
SEDEZIMALSYSTEM
88
9.2.4
RECHENOPERATIONEN
IN
POLYADISCHEN
SYSTEMEN
89
9.2.4.1
ADDITION
GANZER,
POSITIVER
ZAHLEN
89
9.2.4.2
SUBTRAKTION
GANZER
ZAHLEN
90
9.2.5
ZAHLENKONVERTIERUNG
ZWISCHEN
EINZELNEN
SYSTEMEN
94
9.2.5.1
KONVERTIERUNG
VON
ZAHLEN
AUS
ANDEREN
SYSTEMEN
INS
DEZIMALSYSTEM
94
9.2.5.2
KONVERTIERUNG
VON
DEZIMALZAHLEN
IN
ANDERE
ZAHLENSYSTEME
95
9.2.5.3
KONVERTIERUNG
ZWISCHEN
DUAL-,
OKTAL
UND
HEXADEZIMALZAHLEN
98
9.2.6
DUALZAHLENVERARBEITUNG
MIT
STANDARDISIERTER
STELLENZAHL
99
9.2.6.1
GANZE,
POSITIVE
ZAHLEN
99
9.2.6.2
BERUECKSICHTIGUNG
DES
VORZEICHENS
100
9.2.7
ZAHLEN
IN
FESTKOMMADARSTELLUNG
101
9.2.8
ZAHLEN
IN
GLEITKOMMADARSTELLUNG
102
10.
CODIERUNG
II,
BINAERE
CODIERUNG
VON
ZIFFERN
UND
ZAHLEN
103
10.1
ALLGEMEINES,
UEBERSICHT
103
10.2
BEGRIFFE
UND
DEFINITIONEN
ZU
BINAERCODIERUNG
104
10.2.1
STELLENZAHL
K,
BINAERE
NACHRICHTENMENGE
N
104
10.2.2
REDUNDANZ
R,
REDUNDANZWIRKUNGSGRAD
)
R
104
10.2.3
WORTCODE,
ZIFFERNCODE
105
10.2.4
GEWICHT
EINES
WORTES
105
10.2.5
GLEICHMAESSIGKEIT
106
10.2.6
VOLLSTAENDIGER
CODE
106
10.2.7
HAMMING-DISTANZ
D,
MINIMALDISTANZ
D
106
10.2.8
STETIGKEIT
107
10.2.9
BCD-CODES
107
10.3
UEBERTRAGUNG,
SPEICHERUNG
UND
VERARBEITUNG
VON
ZIFFERNCODIERTEN
ZAHLEN
107
10.4
ZAEHLCODES
108
10.5
POSITIONSCODES
110
10.5.1
BEWERTBARE
CODES
110
10.5.2
ANORDNUNGSCODES
110
10.5.3
SPEZIELLE
POSITIONSCODES
111
10.5.3.1
NATUERLICHER
(REINER)
BINAERCODE
(NBC)
111
10.5.3.2
EINSCHRITTIGE
CODES
112
10.5.3.3
4-BIT-BCD-CODES
(TETRACODES)
116
10.5.3.4
5-BIT-BCD-CODES
(PENTADISCHE
CODES)
120
10.5.3.5
EXZESS-E-CODE
120
10.5.3.6
GLEICHGEWICHTETE
CODES
(G-AUS
K-CODES)
121
10.5.3.7
DER
ASCII-CODE
123
INHALTSVERZEICHNIS
XI
SEITE
11.
CODIERUNG
111,
CODIERUNG
UND
DATENKANAL
124
11.1
ZWECK
DER
CODIERUNG
124
11.2.
EIGENSCHAFTEN
DES
UEBERTRAGUNGSKANALS,
DAS
AUGENDIAGRAMM
124
12.
CODIERUNG
IV,
DATENSICHERUNG
127
12.1
ALLGEMEINES
DEFINITIONEN
127
12.1.1
URSACHEN
UND
ARTEN
DER
STOERUNGEN
127
12.1.2
FLANKENVERZERRUNG,
FEHLER
128
12.1.3
IMPULSEINBRUECHE
128
12.1.4
BITFEHLERWAHRSCHEINLICHKEIT
128
12.1.5
WORTFEHLERWAHRSCHEINLICHKEIT
128
12.1.6
RESTFEHLERRATE
129
12.2.
DATENSICHERUNGSMETHODEN
129
12.2.1
FEHLERERKENNUNG
DURCH
DIREKTE
ODER
INVERTIERTE
WIEDERHOLUNG
130
12.2.2
FEHLERERKENNUNG
DURCH
HOCHREDUNDANTE
CODES
131
12.2.3
FEHLERERKENNUNG
DURCH
PARITAETSPRUEFUNG
(PARITY
CHECK)
131
12.2.3.1
CODES
MIT
EINEM
PRUEFBIT
(PARITY
BIT)
132
12.2.3.2
CODES
MIT
2
UND
MEHR
PRUEFBITS
133
12.2.3.3
BLOCKCODES
MIT
LAENGS
UND
QUERPRUEFBITS
(KREUZSICHERUNGSCODE)
134
12.2.3.4
ZYKLISCHE
CODES
135
12.2.3.5
CODESICHERUNG
MITTELS
CRC-PRUEFSUMMEN-VERFAHREN
136
13.
IMPULSZAEHLER
(ZAEHLER)
139
13.1
ZAEHLERORGANISATION
139
13.2
DARSTELLUNG
DER
ABZUZAEHLENDEN
IMPULSE
139
13.3
ASYNCHRONE
VORWAERTSZAEHLER
140
13.3.1
BINAERUNTERSETZER
140
13.3.2.
ASYNCHRONE
DEKADISCHE
VORWAERTSZAEHLER
141
13.4
SYNCHRONE
ZAEHLER
145
13.4.1
SYNCHRONE
DEKADISCHE
VORWAERTSZAEHLER
145
13.4.2
MODULO-N-ZAEHLER
147
13.4.3
RINGZAEHLER
(ZAEHLRING)
150
13.4.4
JOHNSON
ODER
MOEBIUS-ZAEHLER
151
13.5
VOR
RUECKWAERTSZAEHLER
(REVERSIBLE
ZAEHLER)
153
14.
REGISTER
SCHALTUNGEN
155
14.1
ALLGEMEINES
155
14.2
STATISCHE
FLIPFLOPREGISTER
155
14.3
SCHIEBEREGISTER
155
14.3.1
SCHIEBEREGISTER
FUER
EINE
SCHIEBERICHTUNG
156
14.3.2
SCHIEBEREGISTER
FUER
ZWEI
SCHIEBERICHTUNGEN
157
14.3.3
SERIEN-PARALLEL-UMSETZER
157
14.3.4
4-PARALLEL-SERIEN-UMSETZER
158
XII
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
15.
IMPULSSYNCHRONISATION,
RACES
UND
HAZARDS
160
15.1
EINLEITUNG,
ALLGEMEINES
160
15.2
SYNCHRONISATION
MIT
MONOFLOPS
160
15.2.1
VERZOEGERUNG
DER
VORDERFLANKE
160
15.2.2
VERZOEGERUNG
DER
RUECKFLANKE
161
15.2.3
VERZOEGERUNG
DER
VORDER
UND
RUECKFLANKE
161
15.3
WETTLAUF-ODER
RACEERSCHEINUNGEN
IN
ASYNCHRONEN
SCHALTUNGEN
162
15.4
HAZARDS
IN
ASYNCHRONEN
SCHALTUNGEN
162
15.5
SYNCHRONISATION
MITTELS
FLIPFLOPS
164
15.6
DARSTELLUNG
DES
DYNAMISCHEN
VERHALTENS
VON
FLIPFLOPS
IM
ZUSTANDSDIAGRAMM
167
15.7
BEISPIELE
FUER
IMPULSSYNCHRONISIERUNGSSCHALTUNGEN
169
15.7.1
ALLGEMEINES
169
15.7.2
ERZEUGUNG
EINES
TAKTSYNCHRONEN
IMPULSES
169
15.7.3
ERZEUGUNG
EINER
UNVERSTUEMMELTEN
IMPULSFOLGE
170
16.
DIGITAL-ANALOG-UMSETZER
(D/A-U)
172
16.1
ALLGEMEINES
172
16.2.
SCHALTEN
VON
STROEMEN,
DER
GLITCH-EFFEKT
173
16.3
DIREKTE
D/A-UMSETZER
174
16.3.1
PARALLEL-DIGITAL/ANALOG-UMSETZER
175
16.3.1.1
D/A-U
MIT
GEWICHTETEN
REFERENZSPANNUNGSQUELLEN
175
16.3.1.2
D/A-U
MIT
GEWICHTETEN
WIDERSTAENDEN
ALS
SPANNUNGSTEILER
175
16.3.1.3
D/A-U
MIT
EINGEPRAEGTEN
STROEMEN
178
16.3.2
PARALLEL-SERIELL-DIGITAL-ANALOG-UMSETZER
179
16.3.3
SERIELL-DIGITAL/ANALOG-UMSETZER
180
16.4
INDIREKTE
D/A-UMSETZER
182
16.4.1
PULSBREITEN-D/A-UMSETZER
182
16.4.2
PULSFREQUENZ-D/A-UMSETZER
184
17.
ANALOG/DIGITAL-UMSETZER
A/D-U
185
17.1
ALLGEMEINES
185
17.1.1
KLASSIFIZIERUNG
VON
A/D-UMSETZUNGSVERFAHREN
185
17.1.2
KENNGROESSEN
VON
A/D-UMSETZERN
186
17.1.2.1
AUFLOESUNG
UND
GENAUIGKEIT
186
17.1.2.2
QUANTISIERUNGSFEHLER
187
17.1.2.3
MESSBEREICH
UND
ANZEIGEBEREICH
(REPRAESENTATIONSBEREICH)
189
17.1.2.4
GENAUIGKEIT
189
17.1.2.5
VERSTAERKUNGSFEHLER
189
17.1.2.6
LINEARITAET
189
17.1.2.7
MONOTONIE-UND
MISSING-CODE-FEHLER
190
17.1.2.8
EINSCHWINGZEIT
(SETTLING
TIME)
191
17.1.2.9
UMWANDLUNGSRATE
(CONVERSION
RATE)
191
17.1.2.10
UMWANDLUNGSZEIT
(CONVERSION
TTIME)
191
17.1.2.11
SAMPLINGZEIT
191
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
SEITE
17.1.2.12
SLEW
RATE
192
17.1.2.13
TEMPERATURFEHLER
192
17.2
ARTEN
VON
A/D-UMSETZERN
192
17.2.1
DIREKTE
A/D-WANDLER
192
17.2.1.1
MECHANISCHE
A/D-WANDLUNG
MIT
CODESCHEIBEN
192
17.2.1.2
A/D-WANDLER
NACH
DER
PARALLEL-VERGLEICHSMETHODE
(FLASH
CONVERTER)
192
17.2.1.3
A/D-WANDLER
MIT
PARALLEL-SERIELLER
VERGLEICHSMETHODE
194
17.2.2
A/D-WANDLER
MIT
STUFENWEISER
ANNAEHERUNG
(WAEGEVERFAHREN)
196
17.2.2.1
ALLGEMEINES
196
17.2.2.2
NACHLAUFVERSCHLUESSLER
197
17.2.2.3
STUFENRAMPENWANDLER
198
17.2.2.4
A/D-WANDLER
MIT
ITERATION
(SUCCESSIVE
APPROXIMATION
REGISTER,
SAR)
198
17.2.2.5
WEITERE
A/D-WANDLER
MIT
STUFENWEISER
ANNAEHERUNG
202
17.2.3
A/D-WANDLER
MIT
ZAEHLMETHODEN
203
17.2.3.1.
PULSBREITEN-A/D-WANDLER
203
17.2.3.2
DUAL-SLOPE-A/D-WANDLER
(ZWEIRAMPEN-A/D-U)
204
17.2.3.3
QUAD-SLOPE-A/D-WANDLER
(VIER-RAMPEN-A/D-U)
206
17.2.3.4
A/D-WANDLER
NACH
DEM
SPANNUNGS-FREQUENZ-VERFAHREN
(VBLTAGE
TO
FREQUENCY-CONVERTER
VFC)
209
17.2.3.5
DELTA-SIGMA-A/D-U
(D/S-A/D-U)
210
18.
ABTAST-HALTE-GLIEDER
(TRACK
AND
HOLD
T/H,
SAMPLE
AND
HOLD
S/H)
215
18.1
EINFUEHRUNG
215
18.2
GRUNDLAGEN,
KENNGROESSEN
VON
ABTAST-HALTE-GLIEDERN
216
18.2.1
GRENZFREQUENZ
FUER
A/D-U
OHNE
ABTAST-HALTE-GLIED
216
18.2.2
DURCHGRIFF
(FEED-THROUGH)
217
18.2.3
HOLD-STEP 217
18.2.4
HALTEDRIFT
(DROOP)
217
18.2.5
ANSTIEGSGESCHWINDIGKEIT
(SLEW
RATE)
UND
APERTURZEIT
(APERTURE
DELAY)
218
18.3
SCHALTUNGSTECHNIK
BEI
ABTAST-HALTE-GLIEDERN
219
18.3.1
KOMPENSATION
DES
HOLD-STEP
219
18.3.2
KOMPENSATION
DES
FEED-THROUGH
219
19.
DIGITALFILTCR
221
19.1
EINFUEHRUNG
221
19.2
GRUNDLAGEN
221
19.2.1
FREQUENZSPEKTRUM
DES
DISKRETISIERTEN
SIGNALS
221
19.2.2
GRUNDSTRUKTUREN
VON
DIGITALFILTERN
222
19.2.2.1
NICHTREKURSIVE
FILTER
(FIR-FILTER)
224
19.2.2.2
REKURSIVE
DIGITALFILTER
(IIR-FILTER)
226
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
20.
PROGRAMMIERBARE
LOGISCHE
SCHALTUNGEN
(PROGRAMMABLE
LOGIC
DEVICES,
PLD)
228
20.1
EINLEITUNG
228
20.2
KOMBINATORISCHE
PLD
230
20.2.1
(X)ROM
230
20.2.2
PAL
232
20.2.3
PLA
233
20.3
SEQUENTIELLE PLD
234
21.
SPEICHERWERKE
(DATENSPEICHER)
235
21.1
KENNGROESSEN
VON
SPEICHERWERKEN
235
21.1.1
SPEICHERKAPAZITAET
235
21.1.2
ZUGRIFFSZEIT,
ZYKLUSZEIT
235
21.1.3.
MODULARITAET
236
21.1.4
VERLUSTLEISTUNG
237
21.1.5
SPEICHERDICHTE
(BIT
YY
MM
3
)
237
21.2
MAGNETSPEICHER
237
21.2.1
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
238
21.2.2
MAGNETISCHE
GRUNDLAGEN
238
21.2.3
MAGNETAUFZEICHNUNG
(SPEICHERVORGANG)
239
21.2.4
WIEDERGABEVORGANG
(LESEN
DER
DATEN)
241
21.2.5
RINGKERNSPEICHER
242
21.2.5.1
INFORMATIONSSPEICHERUNG
IM
FERRITKERN,
LESEN
DER
INFORMATION
242
21.2.5.2
SCHREIBEN
DER
INFORMATION
244
21.2.5.3
2D-SPEICHER
(BITWEISE
ADRESSIERUNG)
245
21.2.5.4
3D-SPEICHER
(WORTWEISE
ADRESSIERUNG)
245
21.3
HALBLEITERSPEICHER
246
21.3.1
ALLGEMEINES
246
21.3.2
HALBLEITERSPEICHER
MIT
WAHLFREIEM
ZUGRIFF
(DYNAMIC
RANDOM
ACCESS
MEMORY,
DRAM)
UND
FLUECHTIGER
SPEICHERUNG
246
21.3.2.1
STATISCHE
BIPOLARZELLEN
MIT
MULTI-EMITTER-TRANSISTOR
247
21.3.2.2
STATISCHE
BIPOLARZELLE
MIT
SCHOTTKY-DIODEN
248
21.3.2.3
STATISCHE
MOS-ZELLE
249
21.3.2.4
DYNAMISCHE
HALBLEITERSPEICHER
250
21.3.3
HALBLEITERSPEICHER
MIT
SERIELLEM
ZUGRIFF
UND
FLUECHTIGER
SPEICHERUNG
253
21.3.3.1
STATISCHE
SCHIEBEREGISTER
253
21.3.3.2
DYNAMISCHE
SCHIEBEREGISTER
253
21.3.3.3
EIMERKETTENSCHALTUNG
(BUECKET
BRIGADE
DEVICE,
BBD)
255
21.3.3.4
LADUNGSGEKOPPELTES
SCHIEBEREGISTER
(CHARGE
COUPLED
DEVICE,
CCD)
256
21.3.3.5
FIRST-IN-FIRST-OUT
UND
LAST-IN-FIRST-OUT-SPEICHER
(FIFO
UND
LIFO)
257
21.3.4
NICHTFLUECHTIGE
HALBLEITER-FESTWERTSPEICHER
INH
ALTSVERZEICHNIS
XV
SEITE
(ROM,
PROM,
EPROM,
EAROM,
EEPROM)
257
21.3.4.1
STRUKTUR
VON
HALBLEITER-FESTWERTSPEICHERN
258
21.3.4.2
TECHNOLOGIEN
VON
HALBLEITER-FESTWERTSPEICHERN
259
21.3.5
NICHTFLUECHTIGE
HALBLEITER-SCHREIB/LESESPEICHER
(NOVRAM)
263
21.3.6
FLUECHTIGE
HALBLEITER-SCHREIB/LESESPEICHER
MIT
SCHUTZ
GEGEN
BETRIEBSSPANNUNGSAUSFALL
264
21.3.7
OPTISCHE
WORM-SPEICHER
(WRITE-ONCE-READ-MANY)
264
21.4
MAGNETBLASENSPEICHER
(MAGNETIC
BUBBLE
MEMORIES)
264
21.4.1
PHYSIKALISCHES
PRINZIP
DES
BLASENSPEICHERS
264
21.4.2
AUFBAU
EINES
MAGNETBLASENSPEICHERS
266
21.4.3
ARBEITSWEISE
266
22.
VERGLEICH
UND
RECHENWERKE
(ARITHMETISCH-LOGISCHE
EINHEIT
ALU)
269
22.1
VERGLEICHER
269
22.1.1
AEQUIVALENZ-VERKNUEPFUNG
(EINFACHER
VERGLEICHER)
269
22.1.2
GROESSER-KLEINER-VERGLEICHER
269
22.2
RECHENWERKE
270
22.2.1
HALBADDIERER
(HA)
FUER
1
BIT
271
22.2.2
VOLLADDIERER
(VA)
FUER
1
BIT
271
22.2.3
VOLLSUBTRAHIERER
(VS)
FUER
1
BIT
272
22.2.4
SERIELLER
ADDIERER
272
22.2.5
EINFACHER
PARALLELADDIERER
MIT
"
CARRY-RIPPLE-THROUGH
"
-TECHNIK
273
22.2.6
SCHNELLER
PARALLEL-VOLLADDIERER
MIT
"
CARRY-LOOK-AHEAD
"
-TECHNIK
274
22.2.7
ERWEITERUNG
DES
PARALLEL-VOLLADDIERERS
ZUR
ALU
275
22.2.8
ZUSAMMENSCHALTUNG
MEHRER
ALU
ZUR
VERGROESSERUNG
DER
WORTLAENGE
276
22.2.9
ALGORITHMEN
ZUR
DURCHFUEHRUNG
VON
MULTIPLIKATION
UND
DIVISION
278
22.2.9.1
MULTIPLIKATION
278
22.2.9.2
DIVISION
280
23.
DIGITALE
SCHALTWERKE,
MIKROPROGRAMMICRTE
STEUERUNGEN
282
23.1
EINLEITUNG,
PROBLEMSTELLUNG
282
23.2
SCHALTWERK,
STEUERWERK,
OPERATIONSWERK
UND
STEUERKREIS
282
23.3
ARTEN
VON
SCHALTWERKEN
283
23.3.1
FESTVERDRAHTETES
SCHALTWERK
283
23.3.2
SCHALTWERK
MIT
PLD-SCHALTKREISEN
283
23.3.3
SPEICHERPROGRAMMIERTE
(MIKROPROGRAMMIERTE)
SCHALTWERKE 283
23.3.4
SCHALTWERKE
MIT
MIKROPROZESSOREN
283
23.4
DAS
SCHALTWERK
ALS
ENDLICHER
AUTOMAT
(ZUSTANDSMASCHINE,
FINITE
STATE
MACHINE
FSM)
284
23.4.1
MEALY-AUTOMAT
285
23.4.2
MOORE-AUTOMAT
286
23.4.3
VERGLEICH
MEALY/MOORE-AUTOMAT
286
23.5
UNGETAKTETE
("ASYNCHRONE
"
)
SCHALTWERKE
286
23.6
GETAKTETE
(YYSYNCHRONE
"
)
SCHALTWERKE
287
23.7
BEISPIELE
FUER
SYNCHRONE,
MIKROPROGRAMMIERTE
SCHALTWERKE
287
23.8
VERALLGEMEINERTES
MODELL
DES
SYNCHRONEN
XVI
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
MIKROPROGRAMMIERTEN
STEUERWERKS
289
23.9
ERZEUGUNG
DER
FOLGEADRESSEN
290
23.9.1
POLGEADRESSERZEUGUNG
MITTELS
BINAERZAEHLER
290
23.9.2
FOLGEADRESSERZEUGUNG
DURCH
DAS
MIKROPROGRAMM
291
23.9.3
FOLGEADRESSERZEUGUNG
DURCH
INTERNE
VERKNUEPFUNG
VON
EINGANGS
UND
ZUSTANDSVEKTOR
291
23.10
STEUERWORTAUSWERTUNG
291
24.
GRUNDLAGEN
DIGITALER
RECHENAUTOMATEN
(DIGITALRECHNER)
293
24.1
BEGRIFFSBESTIMMUNG
ANALOGRECHNER,
DIGITALRECHNER
UND
HYBRIDRECHNER
293
24.1.1
ANALOGRECHNER
(AR)
293
24.1.2
DIGITALRECHNER
(DR)
293
24.1.3
HYBRIDRECHNER
(HR)
294
24.2
PRINZIPIELLER
AUFBAU
VON
DIGITALEN
RECHENSYSTEMEN
295
24.2.1
EINLEITUNG,
INFORMATIONSVERARBEITUNG
BEIM
MENSCHEN
295
24.2.2
PRINZIPIELLE
ARCHITEKTUREN
VON
DIGITALRECHNERN
296
24.2.2.1
VON-NEUMANN
RECHNER,
SINGLE-INSTRUCTION/
SINGLE-DATA-STREAM
(SISD)-RECHNER
297
24.2.2.2
SINGLE-INSTRUCTION/MULTIPLE-DATE-STREAM
(SIMD)-RECHNER
298
24.2.2.3
MULTIPLE-INSTRUCTION/SINGLE-DATA-STREAM-(MISD)-RECHNER
298
24.2.2.4
MULTIPLE-INSTRUCTION/MULTIPLE
DATA-STREAM-(MIMD)-RECHNER
298
24.3
ARTEN
VON
RECHNERN
299
24.3.1
HANDBEDIENTE
TISCHRECHNER,
TASCHENRECHNER
299
24.3.2
PROGRAMMGESTEUERTE
RECHENMASCHINEN
300
24.3.3
SPEICHERPROGRAMMIERTE
RECHENMASCHINEN
300
24.4
TECHNISCHE
AUSRUESTUNG
VON
RECHNERN
(HARDWARE)
301
24.4.1
GROSSCOMPUTER
302
24.4.2
MINICOMPUTER
302
24.4.3 MIKROCOMPUTER
303'
24.4.4
MIKROPROZESSOR
303
24.4.5
HOME
UND
PERSONALCOMPUTER
303
24.4.6
VEKTORRECHNER
(FELDRECHNER)
304
24.4.7 TRANSPUTER
304
24.4.8
DIGITALE
SIGNALPROZESSOREN
304
24.5
PROGRAMMAUSRUESTUNG
VON
RECHNERN
(HARDWARE)
305
24.5.1
PROGRAMMIERUNG
IM
MASCHINENCODE
305
24.5.2
SYMBOLISCHE
PROGRAMMIERSPRACHE
(1:1
-UEBERSETZUNG)
ODER
ASSEMBLERCODE
305
24.5.3
PROBLEMORIENTIERTE
PROGRAMMIERSPRACHEN
305
24.5.3.1
INTERPRETER
306
24.5.3.2
COMPILER
306
24.5.4
BETRIEBSSYSTEME
(MONITOR-SYSTEME)
309
24.5.5
MEHRPROGRAMMBETRIEB
(MULTIPROGRAMMING)
309
INHALTSVERZEICHNIS
XVII
SEITE
24.5.6
SIMULTANVERARBEITUNG
(MULTIPROCESSING) 309
24.5.7
MULTITASKING
310
24.5.8
TEILNEHMERRECHENSYSTEME
(MULTI-USER-SYSTEME)
310
24.5.9
VERTEILTE
SYSTEME
(DISTRIBUTED
SYSTEMS),
RECHNERNETZE
310
24.6
GESCHICHTLICHES
ZUR
COMPUTERTECHNIK
312
24.7
INFORMATIONSVERARBEITUNG
IM
KLASSISCHEN
VON-NEUMANN-RECHNER
317
24.7.1
OPERATIONSPRINZIP
317
24.7.2
SYNCHRONES
STEUER
ODER
LEITWERK
318
24.7.3
BEFEHLSTYPEN
UND
BEFEHLSAUFBAU
318
24.7.3.1
TYPISCHE
BEFEHLSARTEN
318
24.7.3.2
EIN-,
ZWEI
UND
MEHRADRESSBEFEHLE
319
24.7.4
ARTEN
DER
ADRESSIERUNG
(ADRESSIERUNGSMODUS)
ALLGEMEIN
320
24.7.4.1
EINTEILUNG
DES
SPEICHERRAUMS
IN
SEITEN
(MEMORY
PAGING)
320
24.7.4.2
NICHT-INDIZIERTE
ADRESSIERUNGSTECHNIKEN
321
24.7.4.3
INDIZIERTE
ADRESSIERUNGSTECHNIKEN
324
24.7.5
STEUERWERK 326
24.7.6 BEFEHLSVERARBEITUNG
IN
DER
CPU
327
24.7.7
PROGRAMMIEREBENEN
328
24.7.7.1
MAKROPROGRAMMEBENE
328
24.7.7.2
MIKROPROGRAMMIERUNG
329
24.7.8
PROGRAMMUNTERBRECHUNG
(INTERRUPT)
329
24.7.9
DATENVERKEHR
MIT
DEN
E/A-EINRICHTUNGEN
331
24.7.10
DIREKTER
SPEICHERZUGRIFF
(DIRECT
MEMORY
ACCESS,
DMA)
331
24.8
HOCHLEISTUNGS
-MIKROPROZESSOREN
332
24.8.1
BITSLICE-PROZESSOREN
333
24.8.2
PIPELINE-PROZESSOREN
333
25.
MIKROCOMPUTER
(MICRO
COMPUTER
UNITS,
MCUS)
336
25.1
INFORMATIONSDARSTELLUNG
MITTELS
ASCII-CODE
336
25.2
HYPOTHETISCHER
8
-BIT-MIKROCOMPUTER
339
25.2.1
ARCHITEKTUR
DES
HYPOTHETISCHEN
MIKROCOMPUTERS
339
25.2.2
FUNKTION
DER
REGISTER
340
25.2.2.1
DATENREGISTER
340
25.2.2.2.
BEFEHLSREGISTER
341
25.2.2.3
AKKUMULATOR
342
25.2.2.4
PROZESSOR-STATUSREGISTER
342
25.2.2.5
BEFEHLSZAEHLER
(PROGRAM
COUNTER
PC)
343
25.2.2.6
INDEXREGISTER
343
25.2.2.7
STAPELZEIGER
(STACKPENNTER,
SP)
343
25.2.2.8
ADRESSREGISTER
344
25.3
STEUERLOGIK
344
25.4
BEFEHLSVERARBEITUNG
IN
DER
MPU
345
25.5
PROGRAMMUNTERBRECHUNG
(INTERRUPT)
345
25.6
DATENVERKEHR
MIT
DEN
E/A-EINRICHTUNGEN
347
25.6.1
HYPOTHETISCHES
E/A-WERK
FUER
PARALLELEN
BETRIEB
(PIA)
348
XVIII
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
25.6.1.1
DATENRICHTUNGSREGISTER
DDR,
I/O-PUFFERREGISTER
IOB
348
25.6.1.2
STEUER-ODER
KONTROLL-REGISTER
(CONTROL
REGISTER)
349
25.6.1.3
ADRESSIERUNG
DER
REGISTER
DES
PIA
350
25.6.1.4
BAUSTEINADRESSIERUNG
(CHIP
SELECT)
351
25.6.1.6
STEUERSIGNALE
EN,
RESET
UND
R/W
351
25.6.2
HYPOTHETISCHES
E/A-WERK
FUER
SERIELLEN
BETRIEB
(SIA
ODER
ACIA)
351
25.6.2.1
STEUER
ODER
KONTROLLREGISTER
(CONTROL
REGISTER)
353
25.6.2.2
STATUSREGISTER
354
25.6.2.3
REGISTERADRESSIERUNG
355
25.6.3
HYPOTHETISCHES
E/A-WERK
FUER
UNIVERSELLEN
EINSATZ
(VERSATILE
INTERFACE
ADAPTER
VIA)
355
25.6.3.1
DATENRICHTUNGSREGISTER
DDRA,
DDRB
357
25.6.3.2
INPUT-REGISTER
(LATCHES)
IRA,
IRB
UND
OUTPUT-REGISTER
ORA,
ORB
358
25.6.3.3
SCHIEBEREGISTER
(SR)
UND
HILFSSTEUERREGISTER
(ACR)
359
25.6.3.4
STEUERSIGNALE
CP2,
RESET,
R/W
359
25.6.3.5
CHIP-UND
REGISTERADRESSIERUNG
CS],
CS2,
RSO
.
RS3
360
25.6.3.6
INTERRUPT-REQUEST-SIGNAL
IRQ
361
25.6.3.7
PERIPHERE
STEUERLEITUNGEN
CAJ,
CA2
,
CBJ,
CB2
361
25.6.3.8
QUITTUNGSBETRIEB
(HANDSHAKE)
BEI
DATENUEBERTRAGUNGEN,
PERIPHERIE-STEUERREGISTER
PCR
361
25.6.3.9
INTERRUPTBETRIEB,
INTERRUPT-FLAG-REGISTER
IFR,
INTERRUPT-ENABLE-REGISTER
IER
363
25.6.3.10
ZEITTAKT-STEUERUNG
(TIMER-OPERATION)
365
25.7
MINIMALKONFIGURATION
DES
HYPOTHETISCHEN
MIKROCOMPUTERS
370
25.8
BEFEHLSSATZ
DES
HYPOTHETISCHEN
MIKROPROZESSORS
371
25.9
INDUSTRIELLE
16
UND
32-BIT-MIKROPROZESSOREN
379
AUSWAHL
ERGAENZENDER
UND
WEITERFUEHRENDER
LITERATUR
383
STICHWORTVERZEICHNIS
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Inhaltsverzeichnis
Schweinfurt Magazin
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2801 1991:2416 |
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