Detail předmětu
Návrh číslicových systémů
FIT-INCAk. rok: 2017/2018
Binární čísla: poziční zápis čísel, převody mezi soustavami, reprezentace binárních čísel, binární aritmetické operace, kódy. Booleova algebra, reprezentace logických funkcí: algebraické formy, minimalizace logických výrazů, návrh kombinačních logických sítí. Analýza činnosti logických sítí: souběh a hazard. Vybrané logické bloky: sčítačka, odčítačka, multiplexor, demultiplexor, dekodér, kodér, komparátor, aritmetická a logická jednotka. Jednoduché asynchronní logické sítě: návrh a analýza činnosti. Sekvenční logické obvody a sítě, klopné obvody. Stavové automaty a jejich reprezentace. Návrh synchronizovaných sekvenčních sítí: kódování stavů, optimalizace a implementace. Registr, čítač, posuvný registr, dělič impulsního kmitočtu. Návrh jednoduchého číslicového zařízení: návrhové systémy CAD, jazyky pro návrh, kroky návrhu. Cílové technologie. Programovatelné logické obvody.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
- Osnova přednášek:
- Binární čísla: poziční zápis čísel, převody mezi soustavami, reprezentace binárních čísel, binární aritmetické operace, kódy.
- Booleova algebra, reprezentace logických funkcí, algebraické formy, logické obvody.
- Minimalizace logických výrazů: Karnaghovy mapy, Quinův-McCluskeyho algoritmus, Petrickova funkce pokrytí.
- Kreslení logických a funkčních schémat. Analýza činnosti logických sítí: souběh a hazard.
- Kombinační logické obvody: multiplexor, demultiplexor, dekodér, kodér.
- Kombinační logické obvody: komparátor, sčítačka, odčítačka, aritmetická a logická jednotka.
- Stavové automaty a jejich reprezentace. Klopné obvody.
- Sekvenční logické obvody: kódování stavů, optimalizace a implementace.
- Registry, čítače, posuvné registry, děličky kmitočtu.
- Jazyk VHDL, syntéza logických obvodů.
- Návrh jednoduchých číslicových obvodů: návrhové systémy, kroky návrhu, FITkit.
- Programovatelné logické obvody.
- Technologie logických obvodů.
- Binární čísla: poziční zápis čísel, převody mezi soustavami, reprezentace binárních čísel, binární aritmetické operace, kódy.
- Boolova algebra, reprezentace logických funkcí, analýza činnosti jednoduchých kontaktových sítí.
- Formy algebraických výrazů. Minimalizace logických výrazů: Quinův-McCluskeyho algoritmus, Petrickova funkce pokrytí.
- Minimalizace logických výrazů: Karnaghovy mapy. Kreslení logických a funkčních schémat.
- Vybrané logické komponenty: multiplexor, demultiplexor, kodér, dekodér, sčítačka, ALU.
- Využití komponent pro implementace logických funkcí.
- Stavové automaty a jejich reprezentace. Návrh synchronních sekvenčních sítí.
- Návrh logických sítí s programovatelnými logickými obvody.
- Seznámení se s CAD návrhovými systémy. Modelování vzorových příkladů zadaných učitelem.
- Modelování samostatně navržených logických sítí.
- Individuální projekt v rozsahu 3 hodin.
Osnova numerických cvičení:
Osnova počítačových cvičení:
Osnova ostatní - projekty, práce:
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Prerekvizity a korekvizity
- doporučená prerekvizita
Diskrétní matematika
Základní literatura
Mano, M. M. R, Ciletti, D.: Digital Design (4th Edition), Prentice-Hall, ISBN:0131989243, 2006. (EN)
Wakerly, J. F.: Digital Design: Principles and Practices (4th Edition, Book only) 4th Edition, PEARSON, ISBN: 9788131713662, 8131713660, Edition: 4th Edition, 2008. (EN)
Doporučená literatura
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
- Binární čísla: poziční zápis čísel, převody mezi soustavami, reprezentace binárních čísel, binární aritmetické operace, kódy.
- Booleova algebra, reprezentace logických funkcí, algebraické formy, logické obvody.
- Minimalizace logických výrazů: Karnaghovy mapy, Quinův-McCluskeyho algoritmus, Petrickova funkce pokrytí.
- Kreslení logických a funkčních schémat. Analýza činnosti logických sítí: souběh a hazard.
- Kombinační logické obvody: multiplexor, demultiplexor, dekodér, kodér.
- Kombinační logické obvody: komparátor, sčítačka, odčítačka, aritmetická a logická jednotka.
- Stavové automaty a jejich reprezentace. Klopné obvody.
- Sekvenční logické obvody: kódování stavů, optimalizace a implementace.
- Registry, čítače, posuvné registry, děličky kmitočtu.
- Jazyk VHDL, syntéza logických obvodů.
- Návrh jednoduchých číslicových obvodů: návrhové systémy, kroky návrhu, FITkit.
- Programovatelné logické obvody.
- Technologie logických obvodů.
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
- Binární čísla: poziční zápis čísel, převody mezi soustavami, reprezentace binárních čísel, binární aritmetické operace, kódy.
- Boolova algebra, reprezentace logických funkcí, analýza činnosti jednoduchých kontaktových sítí.
- Formy algebraických výrazů. Minimalizace logických výrazů: Quinův-McCluskeyho algoritmus, Petrickova funkce pokrytí.
- Minimalizace logických výrazů: Karnaghovy mapy. Kreslení logických a funkčních schémat.
- Vybrané logické komponenty: multiplexor, demultiplexor, kodér, dekodér, sčítačka, ALU.
- Využití komponent pro implementace logických funkcí.
- Stavové automaty a jejich reprezentace. Návrh synchronních sekvenčních sítí.
- Návrh logických sítí s programovatelnými logickými obvody.