Kurssilla pyritään antamaan valmiudet yksinkertaisten digitaalilaitteiden ymmärtämiseen
ja suunnitteluun. Suuremman mittakaavan digitaalisuunnittelun tuotteita ovat esimerkiksi
tietokoneet ja niihin liitettävät lisäkortit, 'hardware'. Arkielämän tuotteista digitaalipiirejä
voi löytää lähes kaikkialta: kännyköistä, videoista, pesukoneista, CD / minidisc soittimista,
autoista, lentokoneista jne.. Lista on loppumaton.
Perinteisen jaon mukaan digitaalisysteemejä on kahdenlaisia:
- koneiden toimintaa ohjaavia (automaatiota)
- laskusuorituksia suorittavia
Digitaalisysteemille ominaista on, että se toimii binäärilogiikalla. Binäärilogiikka
tarkoittaa logiikan muotoa, jossa kaikki laskutoimitukset suoritetaan 2-kantajärjestelmässä.
Tällöin pienin käytetty tiedon yksikkö on bitti. Yhdellä bitillä on kaksi mahdollista
tilaa, 0 (epätosi) ja 1 (tosi). Nämä tilat esitetän usein jännitteinä. Bitin arvo 1 voi
vastataa esimerkiksi jännitettä 5 volttia ja tila 0 jännitettä 0 volttia. Jännitteitä
kutsutaan loogisiksi signaaleiksi.
Koska yleensä tarvitaan enemmän kuin kaksi vaihtoehtoa, yhdistetään monta bittiä
peräkkäin ja annetaan näille jonona uusi merkitys. Sanotaan, että tieto esitetään
koodattuna.
Signaaleja voidaan kuvata numeroarvoilla, jännitteillä sekä toisinaan myös kytkimillä.
Näiden välinen analogia voi toimia esimerkiksi seuraavasti:
| Looginen arvo | looginen jännite | kytkin |
|---|
| False (=epätosi) 0 | 0 V | auki |
| True(=tosi) 1 | 5 V | kiinni |
Logiikan toteutus on aina sovittu - tapauskohtaisesti tai standardien mukaan. (
Se ei ole mikään fysikaalinen totuus.) Edelläkuvattu analogia pohjautuu positiiviseen
logiikkaan. Vastaavasti negatiivisessa logiikassa korkeampi jännitetaso vastaisi loogista
arvoa 0 (epätosi) ja matalampi jännitetaso loogista arvoa 1 (tosi).