Název:

Návrh číslicových systémů

Zkratka:INC
Ak.rok:2018/2019
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
BIT-1.povinný
IT-BC-3BIT1.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Aktuální informace:Přednáška dne 25. 4. 2019 odpadá. Náhradní termín: 26. 4. 2019 od 12:00 v D105, D0206 a D0207.
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:3910003
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:55250020
Garant:Fučík Otto, doc. Dr. Ing. (UPSY)
Zástupce garanta:Martínek Tomáš, Ing., Ph.D. (UPSY)
Přednášející:Bidlo Michal, Ing., Ph.D. (UPSY)
Fučík Otto, doc. Dr. Ing. (UPSY)
Kořenek Jan, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Martínek Tomáš, Ing., Ph.D. (UPSY)
Cvičící:Kekely Michal, Ing. (UPSY)
Martínek Tomáš, Ing., Ph.D. (UPSY)
Matoušek Jiří, Ing., Ph.D. (UPSY)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Diskrétní matematika (IDA), UMAT
Navazující:
Mikroprocesorové a vestavěné systémy (IMP), UPSY
Návrh počítačových systémů (INP), UPSY
Technika personálních počítačů (ITP), UPSY
Nahrazuje:
Logické systémy (LOS), UPSY
Rozvrh:
DenVýukaTýdenMístnostOdDoPSKSkupiny
ÚtReklamace 1. opravného termínu.2019-06-04L304 08:0009:50
Stzkouška - 2. oprava2019-06-05D105 13:0014:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
Čtzkouška - řádná2019-05-16A112 A113 D0206 D0207 D105 E104 E105 E112 G202 08:0009:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
ČtReklamace půlsemestrální zkoušky2019-04-11L304 08:0009:50
Čtzkouška - 1. oprava2019-05-30D0206 D0207 D105 09:0010:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
ČtReklamace2019-05-23L304 10:0011:50
přednáška - přesun kvůli Excel@FIT2019-04-26D0206 D0207 D105 12:0015:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
cvičení - přesun kvůli Excel@FIT2019-04-26D0206 D0207 D105 16:0016:501BIA 1BIB 2BIA 2BIB
 
Cíle předmětu:
  Cílem předmětu je získat základní znalosti metod pro popis, analýzu a návrh kombinačních a sekvenčních logických sítí v číslicových systémech.
Anotace:
  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.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  Množiny, relace a zobrazení. Základní pojmy a axiomy Boolovy algebry. Základní pojmy teorie grafů. Základy elektrotechniky a základní aktivní a pasivní elektronické součástky.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
  Základní znalosti metod pro popis, analýzu a návrh kombinačních a sekvenčních logických sítí v číslicových systémech.
Proč je předmět vyučován:
  Číslicové systémy jsou základem architektur současných počítačů. V rámci kurzu získají studenti základní znalosti potřebné pro porozumění činnosti a efektivní návrh kombinačních a sekvenčních logických sítí používaných v moderních číslicových systémech.
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.
Osnova numerických cvičení:
 
  • 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.
Osnova počítačových cvičení:
 
  • Seznámení se s CAD návrhovými systémy. Modelování vzorových příkladů zadaných učitelem.
  • Modelování samostatně navržených logických sítí.
Osnova ostatní - projekty, práce:
 
  • Individuální projekt v rozsahu 3 hodin.
Literatura referenční:
 
  • Harris, D., Harris, S.: Digital Design and Computer Architecture 2nd Edition, Morgan Kaufmann, eBook ISBN: 9780123978165, paperback ISBN: 9780123944245, 2012.
  • Wakerly, J. F.: Digital Design: Principles and Practices (4th Edition, Book only) 4th Edition, PEARSON, ISBN: 9788131713662, 8131713660, Edition: 4th Edition, 2008.
  • Mano, M. M. R, Ciletti, D.: Digital Design (4th Edition), Prentice-Hall, ISBN:0131989243, 2006.
Literatura studijní:
 
Kontrolovaná výuka:
  Znalosti studentů jsou ověřovány půlsemestrální zkouškou (25 bodů), vypracováním projektu (20 bodů) v předepsaném termínu a semestrální zkouškou. Pro získání bodů ze semestrální zkoušky je nutné ji vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 25 body (z celkem 55 bodů). V opačném případě bude semestrální zkouška hodnocena 0 body. Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektech, příslušné body nebudou uděleny a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.
Průběžná kontrola studia:
  
  • Půlsemestrální zkouška: 25 bodů.
  • Projekt a jeho ověření v laboratoři: 20 bodů.
  • Závěrečná zkouška: 55 bodů.
    Hranice pro úspěšnou zkoušku podle pravidel ECTS je 50 bodů.
Podmínky zápočtu:
  Získání min. 5 bodů z projektu je podmínka nutná pro udělení zápočtu. Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektech, zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.
 

Vaše IPv4 adresa: 34.207.78.157
Přepnout na https