Realisierung digitaler Systeme. Vor- und Nachteile verschiedener Techniken und ihre geeignete Anwendung

Studienarbeit aus dem Jahr 2022 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,7, Hochschule Fresenius Idstein (onlineplus), Sprache: Deutsch, Abstract: Digitaltechnik bestimmt unser tagliches Leben. Verwenden wir einen Laptop oder ein Fernsehgerat, so durfte uns klar sein, dass in diesen digitale Systeme arbeiten. Aber auch in Autos, Uhren, Heizungen oder Kameras kommt Digitaltechnik in Form sogenannter "e;eingebetteter Systeme"e; zum Einsatz Durch die Vernetzung von Maschinen in der Industrie ermoglicht die Digitaltechnik die vierte industrielle Revolution, die unter dem Schlagwort Industrie 4.0 jedem bekannt sein durfte. Der Vorzug der Digitaltechnik im Vergleich zu analogen Systemen liegt dabei in der Moglichkeit, sehr komplexe Systeme auf kleinstem Raum umzusetzen, indem man sich auf zwei Signalzustande beschrankt, welche in logischen Schaltungen - sogenannten Gattern - ohne Fehlerfortpflanzung ubertragen und weiterverarbeitet werden konnen. Diese Arbeit befasst sich mit einigen der grundlegendsten Komponenten der Digitaltechnik: den integrierten Schaltungen. Hierbei handelt es sich um die Integration vieler elektronischer Bauteile zu einem System. Digitale, integrierte Schaltungen werden an den Beispielen von Application Specific Integrated Circuit (ASSP), Application Specific Standard Product (ASIC), Field Programmable Gate Array (FPGA) sowie Mikrocontrollern erlautert. Dabei ist es das Ziel, die Funktionsweisen der unterschiedlichen Schaltungen zu beschreiben und miteinander zu vergleichen. Zu diesem Zweck sollen insbesondere auch auf die Vor- und Nachteile der einzelnen Systeme beschrieben und typische Anwendungsgebiete aufgezeigt werden. Diese Arbeit beginnt mit einer Einfuhrung in die Digitaltechnik als Basis fur die weiteren Ausfuhrungen. In diesem Zusammenhang werden die Grundlagen der Digitaltechnik, Logikgatter, Flip-Flops, Transistoren sowie Grundlagen zu den integrierten Schaltungen erlautert. Aufbauend auf dieser Einfuhrung werden in Kapitel 3 die integrierten Schaltungen ASIC, ASSP, FPGA sowie Mikrocontroller ausfuhrlich beschrieben. Kapitel 4 vergleicht die einzelnen Schaltungen miteinander und geht in diesem Zusammenhang auch auf die unterschiedlichen Anwendungsbereiche der einzelnen Systeme ein. Kapitel 5 schlie t diese Arbeit mit einer Zusammenfassung ab.