čeština

Studenti jsou schopni navrhovat kombinační a sekvenční logické obvody, mikroprocesorové systémy, spojovat je s okolím a vytvářet pro tyto systémy softwarové vybavení.

Základní znalost programování v jazyce C.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Studenti jsou hodnoceni průběžně během studia na cvičeních. Za semestr tak mohou získat max. 40 bodů (15 bodů písemný test, 10 bodů odevzdání zadaných úloh, 15 bodů závěrečný test). Podmínkou udělení zápočtu je účast na všech cvičeních (toleruje se 1 neomluvená neúčast).
Závěrečná zkouška je hodnocena max. 60ti body.

1. Úvod. Zobrazení dat v počítači. Big a litlle endian. Rozdělení logických obvodů. Matematická logika, logická funkce, Booleova agebra. Vyjádření logické funkce pomocí tabulky a algebraického výrazu (ÚDNF, ÚKNF), zjednodušování algebraických výrazů. Realizace logických obvodů pomocí členů NAND a NOR.
2. Karnaughovy mapy. Základní funkční bloky sestavené z kombinačních logických obvodů (dekodér, spínač, multiplexor, demultiplexor, prioritní dekodér, logický komparátor, převodník kódu).
3. Klopné obvody(RS, D, JK, T, master-slave). Sekvenční logické obvody: konečný automat, Huffmanův model automatu, Mealyho automat, Moorův automat.
4. Datové registry, posuvné registry, synchronní a asynchronní čítače, děliče. Tvarovací a časovací obvody.
5. Blokové schéma počítače, CPU - ALU, řadič, registry. Popis činnosti mikroprocesoru. Program, instrukce, instrukční soubor, typy instrukcí, architektura souboru instrukcí.
6. Adresovací módy. Strojový kód, assembler. Podprogramy, přerušení, práce se zásobníkem. Rozdíl mezi podprogramem a makrem.
7. Mikroprocesor, mikropočítač, mikrokontrolér, signálový procesor. Von Neumannova, harvardská a modifikovaná harvardská architektura. mikroprocesorů. Přesahování (overlapping), řetězení (pipelining), problémy při řetězeném zpracování instrukcí. Superskalární architektura. Multiprocesorové systémy a procesorová pole.
8. Paměti a paměťový subsystém. Principy lokalit a hierarchie paměti, paměť cache.
9. Mikrokontroléry Motorola řady HCS12: Programátorský model, adresovací módy. Operační módy a paměťové mapy.
Přerušovací systém. Porty: jednotka MEBI, funkce Key Wake up, jednotka PIM. Jednotka CRG (oscilátory, fázový závěs, hodiny reálného času (RTI), watchdog (COP)).
10. HCS12: A/D převodník. Časovací subsystém: funkce input capture, funkce output compare, pulsní akumulátory. Sériový asynchronní komunikační kanál SCI. Sériový synchronní komunikační kanál SPI. IIC. Mudul PWM. Úsporné režimy WAIT a STOP.
11. Segmentace, stránkování a virtualizace paměťového prostoru, logická a fyzická adresa, MMU. Uživatelsý a privilegovaný mód procesoru. Architektura procesorů Intel IA-32, IA-32e (EMT64T): Programátorský model registry ALU. Adresovací módy. Adresování paměti a I/O zařízení. 12. Intel IA-32e: operační módy. Tvorba adresy v jednotlivých módech, úrovně oprávnění. Stránkovácí jednotka. Přepínání procesů.
13. Intel IA-32e: Přerušení v reálném a v chráněném režimu. Embedded systémy.

Seznámit posluchače s návrhem logických obvodů, principy činnosti mikroprocesorů, základy tvorby softwarového vybavení pro systémy s mikroprocesory a mikrokontroléry a embedded systémy.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Ličev L., Morkes D., Procesory - architektura, funkce, použití. Brno: Computer press, 1999. 260 s. ISBN 80-7226-172-X. (CS)
Pinker J., Poupa M. Císlicové systémy a jazyk VHDL. Praha: BEN, 2006. 349 s. ISBN 80-7300-198-5. (CS)