Detail předmětu
Digital Electronics
FEKT-BPA-DELAk. rok: 2023/2024
Předmět je úvodem do problematiky digitální techniky, Booleovy algebry, kombinačních a sekvenčních obvodů a využívá jazyk VHDL pro programování FPGA obvodů. Studenti získají teoretické i praktické zkušenosti s obvody typu hradlo, registr, čítač a stavový automat.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Nabízen zahraničním studentům
Vstupní znalosti
Předmět je určen pro studenty se znalostí základů elektronických součástek, pasivních a polovodičových obvodů. Základy programování v jazyce VHDL jsou výhodou. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací alespoň „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana č. 2/2022 s názvem Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy, viz https://www.fekt.vut.cz/pro_studenty/studijni_predpisy
Student programu v českém jazyce musí mít před zápisem předmětu Digital Electronics absolvované předměty BPC-AN4, BPC-AEI.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Z celkového počtu 100 bodů lze 20 získat během semestru (20 - projekt ve VHDL) a 80 ze závěrečné zkoušky (70 - písemná část, 10 - ústní část). Pro úspěšné absolvování předmětu je třeba získat zápočet, složit zkoušku a celkově obdržet 50 bodů nebo více.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámit studenty se základy digitálních obvodů a naučit je praktickým postupům návrhu obvodových zapojení kombinačních, asynchronních a synchronních číslicových systémů s využitím jazyka VHDL.
Absolvent/ka předmětu se naučí:
- Základy digitálních obvodů a kombinační logiky
- Principy sekvenčních obvodů a konečných automatů
- Psaní kódu ve VHDL
- Navrhování testbench ve VHDL
- Navrhování obvodů pro FPGA
Studijní opory
Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratorní cvičení. Studenti pracují na jednom VHDL projektu během semestru. Předmět využívá e-learning VUT a MS Teams.
Základní literatura
FLOYD, T.L. Digital Fundamentals 11th Edition. Pearson, 2017. ISBN 978-9332584600. (EN)
CHU, Pong P. FPGA prototyping by VHDL examples: Xilinx MicroBlaze MCS SoC. Second edition. Hoboken: John Wiley & Sons, 2017. ISBN 978-1119282747. (EN)
MANO, M. Morris a Michael D. CILETTI. Digital design: with an introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog. Sixth edition, Global edition. NY, NY: Pearson, [2019]. ISBN 978-1292231167. (EN)
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-TLI bakalářský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-IBE bakalářský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-EKT bakalářský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-AUD bakalářský
specializace AUDB-TECH , 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program BPA-ELE bakalářský
specializace BPA-ECT , 2 ročník, letní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1 - Úvod do digitálních systémů
2 - Reprezentace a minimalizace logických funkcí
3 - Implementace logických funkcí
4 - Hazardy v kombinačních obvodech
5 - Sekvenční logické obvody
6 - Asynchronní a synchronní čítače
7 - Stavové automaty, Verzovací systémy
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
1 - Úvod do VHDL a Vivado
2 - Kombinační logické obvody
3 - Dekodér 7segmentového displeje
4 - Aritmetické obvody (rekapitulace předchozích cvičení)
5 - Binární čítač
6 - Posuvný registr a LFSR čítač
7 - Ošetření zákmitů tlačítka
8 - VHDL project
9 - VHDL project
10 - VHDL project
11 - VHDL project
12 - Prezentace projektu
Elearning