Detail předmětu

Digital Electronics

FEKT-BPA-DELAk. rok: 2025/2026

Předmět Digitální elektronika 1 poskytuje úvod do základů digitální techniky. Účastníci a účastnice kurzu se seznámí s Booleovou algebrou, navrhováním a analýzou kombinačních a sekvenčních obvodů. Praktická část zahrnuje programování FPGA obvodů pomocí jazyka VHDL, kde si osvojí implementaci obvodů typu hradlo, registr, čítač a stavový automat. Předmět klade důraz na propojení teoretických znalostí s praktickými dovednostmi. Osoba, která absolvuje předmět se naučí: • Základy digitálních obvodů a kombinační logiky • Principy sekvenčních obvodů a konečných automatů • Navrhovat a analyzovat logické obvody, jako jsou hradla, registry, čítače a stavové automaty • Sestavovat kódy ve VHDL pro programování FPGA obvodů • Navrhovat testbenche ve VHDL pro ověření funkčnosti digitálních obvodů

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahraničním studentům

Pouze domovské fakulty

Vstupní znalosti

Výhodou jsou zkušenosti s některým programovacím jazykem, ideálně zaměřeným na technické nebo vědecké výpočty (např. Python, MATLAB) a základní povědomí o digitálních systémech a jejich aplikacích.

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Z celkového počtu 100 bodů lze 20 získat během semestru (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 účastníky a účastnice s Booleovou algebrou, navrhováním a analýzou kombinačních a sekvenčních obvodů. Praktická část zahrnuje programování FPGA obvodů pomocí jazyka VHDL, kde si osvojí implementaci obvodů typu hradlo, registr, čítač a stavový automat.

Studijní opory

Základní studijní materiály jsou dostupné v e-learningu VUT. Doporučená (anglická) studijní literatura je dostupná v knihovně VUT.

Základní literatura

ASHENDEN, Peter J. The designer's guide to VHDL. 3rd ed. Boston: Morgan Kaufmann Publishers, c2008. ISBN 9780120887859. (EN)
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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-EMU bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-ECT , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program BPC-EKT bakalářský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-IBE bakalářský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

01 - Úvod do digitálních systémů
02 - Reprezentace a minimalizace logických funkcí
03 - Implementace logických funkcí
04 - Hazardy v kombinačních obvodech
05 - Sekvenční logické obvody
06 - Asynchronní a synchronní čítače
07 - Stavové automaty

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

01 - Úvod do Git a VHDL
02 - Kombinační logika
03 - Úvod do Vivado
04 - Dekodér 7-segmentového displeje
05 - Klopné obvody
06 - Binární čítač
07 - Ovladač pro 7-segmentové displeje
08 - Řídicí obvod semaforu
09 - Projekt
10 - Projekt
11 - Projekt
12 - Projekt