Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Dig
ital
Tek
nolo
gi
Fore
lesn
ing
nr 1
Hov
edpu
nkte
r D
esim
ale
/ bi
nære
tal
l
2
Dig
ital
har
dwar
e-re
pres
enta
sjon
Bi
nær
kodi
ng a
v bo
ksta
ver
og ly
d Bo
olsk
alg
ebra
D
igit
ale
bygg
eblo
kker
/ s
annh
etst
abel
l
Fysi
sk in
npak
ning
Ge
nere
lle p
orte
r
Dig
ital
e Te
knol
ogi?
Tekn
olog
i som
ope
rere
r m
ed
digi
tale
sig
nale
r, e
ller
disk
rete
da
ta.
Vi s
kal s
e at
det
er
man
ge
ford
eler
med
dig
ital
e sy
stem
er
3
r
Dig
ital
e Te
knol
ogi?
4
Dig
ital
e si
gnal
er:
–Se
kven
ser
av b
inæ
re t
all i
tid
. Hve
rt t
all k
an b
estå
av
ett
elle
r fl
ere
”bit
”
Som
oft
est
base
rt p
å Bi
nære
tal
l (or
d):
–Ta
ll so
m k
un e
r re
pres
ente
rt v
ed s
ymbo
lene
0 o
g 1
Dig
ital
e sy
stem
: –
Syst
em s
om h
åndt
erer
dig
ital
e si
gnal
er
Bit
1 1 0 1
, 0 1 1
, 0 0 1
, 1 1 1
,
0 0 ---
tid
Bin
ært
tall
00 1
,1
111111111111111111111111---
Den
dig
ital
e re
volu
sjon
1
5
Dig
ital
e sy
stem
er
CPU
–
Dat
amas
kine
n –
Inte
rnet
t
Den
dig
ital
e re
volu
sjon
2
6
Dig
ital
e sy
stem
er o
vert
ar f
or a
nalo
ge s
yste
mer
Ekse
mpl
er:
–St
ereo
anle
gg (C
D /
vin
ylpl
ate)
–
Vide
o (D
VD /
VH
S)
–Fo
to (d
igit
ale
kam
era
/ 35
mm
) –
Mob
iltel
efon
(GSM
) –
Radi
o (D
AB
/ FM
) –
osv.
..
Den
dig
ital
e re
volu
sjon
3
7
Ekse
mpl
er:
–
–Fy
sisk
e ”w
idge
ts”
–Kr
opps
mon
itor
erin
g –
Inte
rnet
of
Thin
gs (I
oT).
–O
sv...
lage
sm
å av
anse
rte
syst
emer
.
Pille
kam
era
Den
dig
ital
e re
volu
sjon
4
8
Silis
ium
er
biok
ompa
tibe
lt.
8 ch
ip
”Bra
inga
te” U
SA
9
Den
dig
ital
e re
volu
sjon
5
Sam
men
smel
ting
av
m
ikro
elek
tron
ikk
og n
anot
ekno
logi
9
Hva
blir
for
skje
llen
på m
aski
n og
bio
logi
?
10
Hvo
rfor
er
digi
tale
sys
tem
bed
re e
nn
anal
oge
syst
em?
Taps
fri l
agri
ng s
igna
ler
(kop
ieri
ng)
Taps
fri s
igna
lbeh
andl
ing
Kraf
tige
re m
ulig
hete
r fo
r m
anip
uler
ing
(filt
reri
ng)
Enkl
ere
desi
gn
Billi
gere
…
11
Det
dig
ital
e ”e
gget
”
Ve
rden
vi l
ever
i er
”sto
rt s
ett”
ana
log
AD
C D
AC
Sk
al v
i bru
ke d
igit
ale
syst
em t
il å
hånd
tere
ana
loge
fe
nom
en t
reng
er v
i en
Ana
log-
til-D
igit
al k
onve
rter
+ e
n D
igit
al-t
il-A
nalo
g ko
nver
ter
Ana
logt
sig
nal i
nn
Ana
logt
sig
nal u
t
Anal
og v
erde
n
CD
Dig
ital
t Sy
stem
12
Ekse
mpe
l: Ly
dinn
spill
ing
Tran
sist
oren
194
7
Bell
labs
. Will
iam
Sho
ckle
y Er
stat
tet
stor
e og
.
Kan
fung
ere
som
av/
på
bryt
er.
13
14
Tran
sist
oren
kan
vi
ben
ytte
for
å
slå
av o
g på
Spen
ning
en p
å B
kont
rolle
rer
mel
lom
C o
g E
Tills
vare
nde
som
en
van
nkra
n.
15
Mik
roel
ektr
onik
k D
en e
gent
lige
årsa
ken
til t
ekno
logi
utvi
klin
g In
tegr
erte
kre
tser
–Te
xas
Inst
rum
ents
– 1
958
germ
aniu
m
–
Fair
child
–In
tel –
196
8
Jak
S. K
ilby
Andy
Gro
veRo
bert
Noy
ceG
ordo
n M
oore
Kans
kje
tide
nes
mes
t im
pone
rend
e og
vik
tigs
te
indu
stri
elle
rev
olus
jon
Billi
gere
M
ulig
het
for
å la
ge
stor
e di
gita
l sys
tem
er.
16
17
Inte
l 400
4, m
ikro
-chi
p 17
1971
23
00 t
rans
isto
rer
108k
Hz
klok
ke
max
648
byt
e
min
ne
4 bi
t bu
s
18
Pent
ium
4
Ca. 2
008
>42
000
000
tr
ansi
stor
er
>3GH
z kl
okke
90
-180
nm
•
2017
AM
D E
PYC
7401
P - 2
4-co
re s
erve
r CP
U
•19
,200
,000
,000
tra
nsis
tore
r •
14 n
m t
ekno
logi
, for
tsat
t 3G
Hz
19
Dig
ital
kre
ts, c
a. 1
0 00
0 x
zoom
90nm
Tran
sist
or
Moo
res
lov
1965
20
•A
ntal
l tra
nsis
tore
r pe
r ch
ip d
oble
s hv
er 1
8. m
nd.
•Se
tt e
n ek
spon
ensi
ell
veks
t, m
en h
ar
begy
nt å
avt
a.
•20
15: “
I se
e
here
in t
he n
ext
deca
de o
r so
.”
Prod
uksj
on
Silis
ium
waf
er
Iden
tisk
e ch
ips
ferd
ige
til å
sag
es
Dyr
pro
sess
, men
bi
llig
ders
om m
an
mas
sepr
odus
erer
.
21
Smar
tele
fone
r ov
erta
r ut
vikl
inge
n?
22
•Se
lges
mer
sm
artt
elef
oner
enn
PCe
r.
•M
ye a
v ut
vikl
inge
n sk
jer
derf
or m
ye in
nen
mob
ilmar
kede
t.
•St
atig
ras
kere
, men
ogs
å in
tegr
asjo
n av
nye
Def
inis
jone
r
23
VLSI
(Ver
y-La
rge-
Scal
e-In
tegr
ated
-Ci
rcui
ts)
–M
er e
nn 1
00 0
00 p
orte
r på
sam
me
chip
LS
I (L
arge
-Sca
le-I
nteg
rate
d-Ci
rcui
ts)
–
SSI
(Sm
all-
Scal
e-In
tegr
ated
-Cir
cuit
s)
–
24
Dig
ital
e de
sign
met
oder
I
24
Har
dwar
e-ba
sert
des
ign:
–sp
esia
lfun
ksjo
ner
/ pr
is /
kom
bine
rt
an
alog
-dig
ital
/ a
ndre
spe
siel
le f
orm
ål
FPGA
(Fie
ld P
rogr
amm
able
Gat
e A
rray
) –
Prog
ram
mer
bar
logi
kk, e
ks. X
ilinx
, A
lter
a, o
sv..
ASI
C (A
pplic
atio
n Sp
ecif
ied
Inte
grat
ed C
ircu
it)
–Sk
redd
ersy
dd lo
gikk
(des
igne
r på
tran
sist
or n
ivå)
SSI
desi
gn (S
mal
e-sc
ale
inte
grat
ion)
–
Sett
er s
amm
en S
SI p
akke
r på
kre
tsko
rt
25
Dig
ital
e de
sign
met
oder
II
Mic
roCo
ntro
ller
(uC)
–
brik
ke (d
atam
aski
n på
en
brik
ke)
DSP
(Dig
ital
Sig
nal P
roce
ssor
) –
Mic
roco
ntro
ller
spes
ialb
ygd
for
rask
si
gnal
beha
ndlin
g, e
ks. v
ideo
, aud
io, o
sv..
PC /
sm
artt
elef
on …
–
pass
ende
I/O
Soft
ware
kom
bine
rt m
ed g
ener
ell h
ardw
are:
Talls
yste
mer
26
Des
imal
e ta
ll Et
des
imal
t ta
ll er
rep
rese
nter
t ve
d sy
mbo
lene
0, 1
, 2, .
.. 9
–Ko
ding
en e
r po
sisj
ons
best
emt.
–
tita
llsys
tem
et.
27
(739
2)de
c = 7
103 +
310
2 + 9
101 +
210
0
Ekse
mpe
l:
Binæ
re t
all
Et b
inæ
rt t
all e
r re
pres
ente
rt v
ed s
ymbo
lene
0 o
g 1
–Ko
ding
en e
r po
sisj
ons
best
emt
28 T
all m
å ge
nere
lt ik
ke r
epre
sent
eres
ved
10
sym
bole
r
(ant
all f
ingr
e)
Ekse
mpe
l: bi
nære
tal
l
(101
) bin =
1·2
2 + 0
·21 +
1·2
0
Ekse
mpe
l:
(101
) bin =
(5) d
es
Binæ
r te
lling
29
0 00 0
1 1
3 330
0 0 00
0 0 0
0 000
00
000 00
1
00000 0 0000
0000
00000
0 100
000 00001
100000000
1 000 0 0
0000
1 0
00 110000
0 00 0 0
100
1 000
1 110
000 00
1 000 0 0
1100
1 0
001
000000
1 00 0 0 00
1 1
00 1 00 1 00 11
0 0
0000000
0 1
0011
0 000
0 000
000 00
1 1
00011
0 0
000 00
000000
1 1
0011
0 0 001
00 1 1
00 1 0
00 110000
0
0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 1 2
Binæ
r re
p.
Des
imal
re
p.
000
10 100000
110 0
33000
2220000
2220 0
33000
44440
54 540000
550
65 65000
660
76 760000
770
87 870000
880
98 980000
990
09 09000
001
10 10 111
22221
Tilr
ådig
het:
sy
mbo
lene
0,
1,2,
3,4,
5,6,
7,8,
9
Tilr
ådig
het:
sy
mbo
lene
0,
1
0 0
1 1
3 0
Talle
t ”3
” Ta
llet
”3”
00000
000
000 00
Okt
ale
tall
Et o
ktal
t ta
ll er
rep
rese
nter
t ve
d sy
mbo
lene
0, 1
, 2, .
.. 7
–Ko
ding
en e
r po
sisj
onsb
etin
get
med
gru
nnta
ll 8
30
(252
) okt
= 2
82 +
581
+ 2
80
Ekse
mpe
l:
(252
) okt
= (1
70) d
es
Hek
sade
sim
ale
tall
Et
hek
sade
sim
alt
tall
er r
epre
sent
ert
ved
sym
bole
ne
0, 1
, 2, .
.. 8,
9, A
, B, C
, D, E
, F
-
Kodi
ngen
er
posi
sjon
sbet
inge
t m
ed g
runn
tall
16
31
(2B9
) hek
s = 2
162 +
11
161 +
916
0
Ekse
mpe
l:
(2B9
) hek
s = (6
97) d
es
Okt
al o
g he
ksad
esim
al t
ellin
g
32
Talle
t (1
2)de
s
Binæ
r
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
1 0
0 0
1
0 1
0 0
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
1 1
1 0
0 0
1 0
0 1
1 0
0 1
1 0
1 1
1 1
0 0
0 1 1
1 0
1 1
0 1
1 1
1 1
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
1 0
0 0
1
0 1
0 0
0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1
3 0
0 1 2 4 5 6 7 0 1 2 3 4
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 5
1 6 7 0 1 2
1 1 2 2 2 3
2 4
2
Okt
al
3 0
0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 1 2
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 3
1 4 5 6 7 8
1 1 1 1 1 9
1 0
2
Des
imal
3 0
0 1 2 4 5 6 7 8 9 A B C
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 D
0
E F 0 1 2
0 0 1 1 1 3
1 4
1
Hek
sade
sim
al
Konv
erte
ring
fra
gru
nnta
ll ”r
” til
desi
mal
33 (.
..a2a
1a0,a
-1a -
2...) r
= ..
. + a
2r2
+ a
1r1
+ a
0r0
+ a -
1r-
1 +
a -2
r-2
+ ...
Gene
relt
:
Ekse
mpe
l:
(1A
5,1C
) 16 =
116
2 + 1
016
1 + 5
160
+ 1
16-1
+ 12
16-2
= (4
21,1
133)
des
Konv
erte
ring
fra
des
imal
til
binæ
r
34 Pr
osed
yre:
1. D
el d
et d
esim
ale
talle
t på
2
2. R
este
n et
ter
divi
sjon
, mul
tipl
iser
t m
ed 2
blir
LSB
3.
Del
det
nye
des
imal
e ta
llet
på 2
4.
Res
ten
ette
r di
visj
on, m
ulti
plis
ert
med
2 b
lir n
este
bit
5.
Osv
.
Konv
erte
ring
fra
des
imal
til
binæ
r
35 Ek
sem
pel:
Konv
erte
r ta
llet
(41)
des t
il bi
nær
20/2
=
10 +
0/2
a 1
= 0
10
/2
= 5
+ 0/
2 a 2
= 0
5/
2 =
2 +
1/2
a 3 =
1
2/2
= 1
+ 0/
2 a 4
= 0
1/
2 =
0 +
1/2
a 5 =
1
Der
med
: (41
) des
= (1
0100
1)bi
n
41/2
=
20 +
1/2
a 0
= 1
LS
B
Konv
erte
ring
fra
des
imal
til
grun
ntal
l ”r”
36
Gjen
ta p
rose
dyre
n fr
a fo
rrig
e si
de. B
ytt
ut g
runn
talle
t 2
med
r. R
este
n m
ulti
plis
ert
med
r b
lir d
et a
ktue
lle
siff
eret
Dig
ital
har
dvar
e-re
pres
enta
sjon
37
To «
hist
oris
ke»
ekse
mpl
er
Hul
lkor
t ”0
” elle
r ”1
” re
pres
ente
res
ved
hull
i gi
tte
områ
der.
CD p
late
•
”0” e
ller
”1” r
epre
sent
eres
ve
d re
flek
sjon
av
lys
i ett
gi
tt o
mrå
de.
Det
bin
ære
tal
lsys
tem
et e
r en
eff
ekti
v ut
nytt
else
av
plas
sen
når
man
kun
har
to
kom
bina
sjon
er.
Dig
ital
har
dvar
e-re
pres
enta
sjon
38
PC o
g an
dre
elek
tron
iske
sys
tem
er:
”1” r
epre
sent
eres
ved
5V
på e
n le
dnin
g ”0
” rep
rese
nter
es v
ed 0
V på
sam
me
ledn
ing
Har
ddis
k:
”1” r
epre
sent
eres
ved
tils
tede
være
lse
av m
agne
tisk
fel
t i e
tt g
itt
områ
de
”0” r
epre
sent
eres
ved
fra
vær
av m
agne
tisk
fel
t i
sam
me
områ
de
Tils
vare
nde
for
SSD
(Sol
id-S
tate
Dri
ve)
Dig
ital
rep
rese
ntas
jon
39 ”A
lt” k
an k
odes
som
bin
ære
tal
l Ek
sem
pel:
Bo
ksta
ver
ASC
II T
able (7-
bit)
A
mer
ican
Sta
ndar
d
Code
for
Inf
orm
atio
n
Inte
rcha
nge
Dig
ital
e sy
stem
er
40
”Alt
” kan
kod
es s
om b
inæ
re t
all
Ekse
mpe
l: Ly
d Sa
mpl
ing
og k
vant
iser
ing
Dig
ital
e sy
stem
er
På s
amm
e m
åte
kan
vi r
epre
sent
ere
alle
sla
gs
doku
men
ter,
bild
er, v
ideo
r os
v.
Men
for
å k
unne
beh
andl
e bi
nære
dat
a ef
fekt
ivt
–
Binæ
r lo
gikk
og
bool
sk a
lgeb
ra.
Binæ
r lo
gikk
eks
empe
l: –
“1” /
“0” k
an t
olke
s so
m
41
Binæ
r lo
gikk
- b
ools
k al
gebr
a
42
Ende
r op
p m
ed e
n fu
llver
dig
alge
brai
sk s
truk
tur
Def
iner
er: V
aria
ble:
”0” o
g ”1
”, og
bin
ære
ope
rasj
oner
.
Def
iner
te b
asis
ope
rasj
oner
:
O
R
” + ”
” ´
”
Ve
d å
kom
bine
rer
diss
e 3
oper
asjo
nene
kan
vi l
age
alle
m
ulig
e di
gita
le f
unks
jone
r
Sann
hets
tabe
ll
43
OR
0 0 0
1 0 1 1
1
0 1 1 1
X Y
Z
0 0 0
1 0 1 1
1
0 0 0 1
X Y
Z
0 1 1 0
X
Y
Alle
dis
se p
orte
ne k
an v
i lag
e ve
d å
sett
e sa
mm
en t
rans
isto
rer
på f
orsk
jelli
ge m
åter
.
Sann
hets
tabe
ll
44
0 0 0
1 0 1 1
1
1 1 1 0
X Y
Z
0 0 0
1 0 1 1
1
1 0 0 0
X Y
Z
Enda
et
par
vanl
ige
bygg
eblo
kker
:
Sann
hets
tabe
ll
45
XO
R
0 0 0
1 0 1 1
1
0 1 1 0
X Y
Z
D
en s
iste
, van
lige
bygg
eblo
kken
2-in
puts
by
ggeb
lokk
er
over
sikt
46
ww
w.pl
ay-h
ooke
y.co
m
Gene
relle
por
ter
Kan
sett
e sa
mm
en 2
-inpu
ts p
orte
r ti
l fl
er-in
puts
por
ter
47
3-
0 0 0
1 0 1 1
1
0 0 0 0
A B
F
0 0 0 0 0
0 0 1 0
1 1 1
1 1 1 1
0 0 0 1
C Ek
sem
pel:
SSI
- Fy
sisk
innp
akni
ng
48 O
verf
late
-mon
tert
H
ull-m
onte
rt
SSI
– Sm
all s
cale
Int
egra
tion
SSI
- fy
sisk
innp
akni
ng
49 E
ksem
pel:
kr
etse
n
CD74
HC0
8 2-
Sp
enni
ngsf
orsy
ning
: ”V
cc” e
ller
”Vdd
” = 5
V Jo
rd:
”Gnd
” elle
r ”V
ss” =
0V
Vanl
ige
pakk
er
50
2,3
inpu
t O
R
2 in
put
XO
R
SSI
tekn
olog
i
51
To v
anlig
e te
knol
ogie
r:
TTL
(tra
nsis
tor-
tran
sist
or lo
gikk
) Bi
pola
re t
rans
isto
rer
Stan
dard
TTL
(54/
74),
LS, F
,S,A
S
CMO
S lo
gikk
(Com
plem
enta
ry M
etal
Oxi
de S
emic
ondu
ktor
) M
os t
rans
isto
rer
St
anda
rd 4
000,
HC,
AC,
LV
og H
CT, A
CT
Logi
ske
inng
angs
nivå
52 Hvi
lke
inng
angs
spen
ning
er
oppf
atte
r en
por
t so
m ”1
” og
”0”?
TTL:
V I
H =
2V
(min
) V I
L = 0
.8V
(max
)
CMO
S:
V IH =
3.3
V (m
in)
V IL =
1.5
V (m
ax)
CMO
S (H
CT/A
CT):
V IH
og
V IL so
m f
or T
TL
VIH
VIL
”1”
”0”
Volts
A,B
LSI
- Fy
sisk
innp
akni
ng
53
Flat
pack
LSI
–Lar
ge S
cale
Int
egra
tion
Ekse
mpe
l: Pr
ogra
mm
erba
r lo
gikk
– 8
00 f
rie
port
er
VLSI
- F
ysis
k in
npak
ning
54 V
LSI
–Lar
ge S
cale
Int
egra
tion
Ekse
mpe
l: Fl
ash-
min
ne
“FUJI
TSU”
Flat
pack
VLSI
- F
ysis
k in
npak
ning
55 V
LSI
–Lar
ge S
cale
Int
egra
tion
Ekse
mpe
l: In
tel
Pent
ium
4
Ove
rsid
e U
nder
side
Opp
sum
mer
ing
Des
imal
e /
binæ
re t
all
56
Dig
ital
har
dvar
e-re
pres
enta
sjon
Bi
nær
kodi
ng a
v bo
ksta
ver
og ly
d Bo
olsk
alg
ebra
D
igit
ale
bygg
eblo
kker
/ s
annh
etst
abel
l
Fysi
sk in
npak
ning
SS
I te
knol
ogi -
CM
OS/
TTL
Logi
ske
inng
angs
nivå
– C
MO
S/TT
L
Gene
relle
por
ter