402-0248-00L  Electronics for Physicists II (Digital)

SemesterFrühjahrssemester 2021
DozierendeY. M. Acremann
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch
KommentarMaximale Teilnehmerzahl: 30



Lehrveranstaltungen

NummerTitelUmfangDozierende
402-0248-00 GElectronics for Physicists II (Digital)4 Std.
Fr13:45-17:30HPT C 103 »
15:45-17:30HPV G 5 »
Y. M. Acremann

Katalogdaten

KurzbeschreibungThe course will start with logic and finite state machines. These concepts will be applied in practical exercises using FPGAs. Based on this knowledge we will cover the working principles of microprocessors. We will cover combined systems where a micro processor is used for the complex parts and specialized logic on the FPGA is in charge of processing time-critical signals.
LernzielThe goal of this lecture is to give an overview over digital electronic design needed for timing and data acquisition systems used in physics. After this lecture you will have the knowledge to design digital systems based on FPGAs and microcontrollers.
InhaltThe goal of this lecture is to give an overview over digital electronic design needed for timing and data acquisition systems used in physics. After this lecture you will have the knowledge to design digital systems based on FPGAs and micro controllers.

Contents:
Combinational logic
Flip-Flops
Binary representations of numbers, binary arithmetic
Counters, shift registers

Hardware description languages (mostly VHDL)
Field programmable gate arrays (FPGAs)
From algorithm to architecture
Finite state machines

Buses (parallel, serial)
The SPI bus

Digital signal processing
The sampling theorem
Z-transform,
Digital filters
Frequency conversion

The microprocessor (illustrated on an open-source implementation of the RISC-V microprocessor)
SPI bus with a micro controller
Combined systems: FPGA for the time critical part, processor for the user interface
System-on-chip (FPGA based)
Voraussetzungen / BesonderesWe recommend the students to have taken Analog Electronics for Physicists or to have knowledge of basic analog electronics.

Students (or at least each group of 2 / 3 students) need a laptop computer, preferably running Linux or Windows. For other operating systems we recommend running Linux or Windows on a virtual machine.

Leistungskontrolle

Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
ECTS Kreditpunkte4 KP
PrüfendeY. M. Acremann
Formunbenotete Semesterleistung
PrüfungsspracheEnglisch
RepetitionRepetition nur nach erneuter Belegung der Lerneinheit möglich.
Zusatzinformation zum PrüfungsmodusA project must be completed and presented.

Lernmaterialien

Keine öffentlichen Lernmaterialien verfügbar.
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.

Gruppen

Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.

Einschränkungen

PlätzeMaximal 30
WartelisteBis 12.02.2021

Angeboten in

StudiengangBereichTyp
Doktorat Departement PhysikLehrangebot Doktorat und PostdoktoratWInformation
Physik BachelorAuswahl an Lehrveranstaltungen aus höheren SemesternWInformation
Physik DZFachwissenschaftliche Vertiefung mit pädagogischem FokusWInformation
Physik LehrdiplomFachwiss. Vertiefung mit pädagogischem Fokus und weitere FachdidaktikWInformation
Physik LehrdiplomWahlpflichtWInformation
Physik MasterAuswahl: Weitere WahlfächerWInformation