| ADS Übung 00 (Stefan Bosse) [17.12.2025] |
Aufgabe. Lese den Artikel "B. Ulmann, Reconfigurable Analog Computers, arXiv:2510.25942v1, 2025.", PDF
Diese Übung ist nicht abzugeben und dient nur als Selbsttest und Selbststudium.
Es soll einen Einblick in Analogcomputer und deren (elektronische) Konfiguierbarkeit geben, hier "Programmierung" genannt.
Wofür eignen sich Analogrechner basierend auf OpAmp Technologie besonders gut und könnten Digitalrechner in der Berechnungszeit übertreffen?
Wie viele analoge Berechnungselemente (Addierer, Multiplizierer usw.) könnten typisch heutzutage auf einem CMOS Mikrochip untergebracht werden (basierend auf OpAmps)?
Frage 2. Warum ist eine vollständig schaltbare Kreuzmatrix mit n Anschlüssen auf der einen Seite und m an der anderen keine Lösung (d.h. jede Verbindung kann zu jeder Zeit gleichzeitig geschaltet werden)?
Frage 3. Welche Schaltarchitektur wird stattdessen vorgeschlagen? Diese gibt es auch in der Digitaltechnik.
In der Vorlesung wurden Addierer (invertierende Summierer) über Stromsummen realisiert. Will man 3 Variablen (als Spannungen) addieren und mit konstanten Werten multiplizieren so sind drei Widerstände und drei Eingänge nötig. Diese feste Eingangsbeschaltung ist nicht skalierbar und optimal für Analogrechner.
Frage 4. Wie könnte man diese Skalierbarkeitsbarriere umgehen? Was schlägt Ulmann vor?
Welche Berechnungsblöcke enthält der digital konfigurierbare LICIDAC Rechner?