Detail předmětu
Digital Integrated Circuits
FEKT-MPA-DISAk. rok: 2021/2022
Přenos, tvarování a zpožďování pulsních signálů. Elektronické spínače. Komparátory a klopné obvody. Generátory tvarových kmitů. Principy a rozdělení číslicových obvodů. Kombinační a sekvenční logické obvody. Principy programovatelných číslicových systémů. Základní řady číslicových obvodů (bipolární, unipolární), pravidla pro jejich použití. Realizace a ověření činnosti obvodů na stavebnicovém systému, počítačová simulace analogových a digitálních systémů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- vysvětlit a navrhnout digitální systém, realizovat základní kombinační logické obvody;
- aplikovat zásady navrhování digitálních obvodů a systémů;
- vyjmenovat základní vlastnosti a druhy digitálních obvodů v různých technologiích;
- provést základní návrh generátoru pravoúhlých kmitů;
- charakterizovat výhody a nevýhody zobrazovacích prvků (LCD, OLED, plasma) a aplikovat je při návrhu elektronických systémů;
- charakterizovat základní vlastnosti paměťových obvodů, kategorizovat je a vysvětlit výhody a nevýhody jednotlivých typů;
- popsat jednotlivé jevy, které jsou důležité pro činnost tranzistoru s plovoucím hradlem u pamětí EPROM, FLASH a EEPROM;
- popsat rozdíly mezi jednotlivými metodami zpracování analogových signálů, charakterizovat výhody a nevýhody jednotlivých typů převodníků DA a AD;
- je seznámen se základy programovatelných logických obvodů a jazykem VHDL, umí vytvářet jednoduché aplikace s těmito obvody;
Prerekvizity
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Závěrečná zkouška - 60 bodů; minimum 20 bodů.
Osnovy výuky
2. Kombinační integrované obvody, charakteristiky a vlastnosti.
3. Popis a analýza logické sítě hradel.
4. Návrh kombinačních systémů: dvojúrovňová siť hradel.
5. Návrh kombinačních systémů: víceúrovňová siť hradel.
6. Specifikace sekvenčních systémů.
7. Sekvenční sítě. Generátory pravoúhlých a tvarových signálů.
8. Standardní kombinační moduly. Aritmetické kombinační moduly a sítě.
9. Standardní sekvenční moduly.
10. Paměťové obvody. Základní operace s pamětí, Paměti RAM, ROM, FLASH, SRAM, DRAM jejich parametry a použití.
11. Programovatelné logické obvody, základní typy programovatelných logických polí.
12. Specifikace a implementace mikropočítače.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Hall, S.H.: High-Speed Digital System Design: A Handbook of Interconnect Theory and Design Practices 1st Edition, Wiley-IEEE Press; 1 edition (August 25, 2000), ISBN-10: 0471360902 (EN)
Doporučená literatura
Wakerly, J., F.: Digital design - principles and practices. Prentice Hall, 2001, ISBN 0-13-089896-1 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Kombinační integrované obvody, charakteristiky a vlastnosti.
Popis a analýza logické sítě hradel.
Návrh kombinačních systémů: dvojúrovňová siť hradel.
Návrh kombinačních systémů: víceúrovňová siť hradel.
Specifikace sekvenčních systémů.
Sekvenční sítě. Generátory pravoúhlých a tvarových signálů.
Standardní kombinační moduly. Aritmetické kombinační moduly a sítě.
Standardní sekvenční moduly.
Programovatelné moduly.
Systémy na úrovni meziregistrových přenosů (RTL).
Subsystémy přenosu dat a řídicí subsystémy.
Specifikace a implementace mikropočítače.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Tvarovače impulsových signálů.
Polovodičové spínače.
Analýza a syntéza kombinačních logických obvodů, hazardy.
Synchronní systémy, návrh čítačů a stavových automatů.
Základní vlastnosti digitálních integrovaných obvodů.