Modellbildung und Simulation - Technische Informatik - page 17

Definition 1.14 (Kombinatorische Funktion) Eine kombinatorische
Funktion beschreibt das logische Eingabe-Ausgabe-Verhalten einer kombinato-
rischen Schaltung ohne Berücksichtigung des Zeitverhaltens.

Definition 1.15 (Signal) Ein Signal ist der zeitliche Werteverlauf einer
physikalischen Größe.

Definition 1.16 (Datentyp) Der Datentyp beschreibt den Wertebereich ei-
nes Datenobjekts und optional die Codierung der darstellbaren Werte.

1.2.1 Signale und Datentypen

In der digitalen Schaltungstechnik wird die zu verarbeitende Information
durch Signale dargestellt. Ein Signal ist der zeitliche Werteverlauf einer phy-
sikalischen Größe. In einer Schaltung ist die physikalische Größe in der Regel
die Spannung zwischen der signalführenden Leitung und dem Bezugspunkt
(?). Die Digitaltechnik unterscheidet nur zwischen großen und kleinen Wer-
ten. Dazwischen gibt es einen Sicherheitsbereich. In diesem Bereich ist der
logische Wert ungültig und darf nicht weiterverarbeitet werden. Der Sicher-
heitsbereich verhindert eine Fehlklassifikation von »0« als »1« und umgekehrt
(Abb. 1.13).

x(Signal)

Quelle Empf¨anger

u(x)=ϕ(x)

Potenzial

Signal-
wechsel

Signalwert
erweitert bin¨ar

Signal St¨orung

ϕ(x)

groß x=1

x=X
x=0

x=1

Sicherheitsbereich nichtdarstellbar

x=0

klein

Abb. 1.13. Signal zur Darstellung von Logikwerten

Binäre Datentypen

Jedes Datenobjekt hat einen Typ, der den Wertebereich und die Wertedar-
stellung beschreibt. Ein zweiwertiges Datenobjekt wird umgangssprachlich als
Bit bezeichnet. Die vordefinierten bitorientierten VHDL-Datentypen sind:

type bit (1) is ( '0' , '1' ) (2) ;
type boolean (1) is ( false , true ) (3) ;
type std_logic (4) is ( 'U', 'X', '0', '1' , 'Z', 'W', 'L', 'H', '-' );