Detail předmětu

Digitální obvody

FEKT-BPC-DIOAk. rok: 2018/2019

Základy digitálních obvodů. Jazyk VHDL a obecná syntaxe. Soubežné příkazy a metodika návrhu. Hazardní stavy a jejich ošetření, vstupní a výstupní posilovače, druhy popisu v jazyce VHDL. Sekvenční příkazy a metodika návrhu. Sekvenční příkazy a komplexní příklady, metastabilita. Teorie stavových automatů. Korektní popis v jazyce VHDL a převod do schematické reprezentace, metodika zápisu sekvenčních obvodů. Praktikcý návrh sekvenčích systémů a stavových automat.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu:
- je schopen vysvětlit podstatu funkcí běžných logických obvodů sekvenční a kombinační logiky
- umí ručně navrhnout jednoduché kombinační a sekvenční obvody
- je schopen vysvětlit základní metodiku návrhu sekvenčních systémů
- je schopen vysvětlit základní metodiku návrhu stavových automatů
- umí navrhnout jednoduché kombinační a sekvenční obvody s využitím jazyka HDL
- je schopen vysvětlit metodiku synchronního návrhu

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen: - popsat základní logické hradla NAND, NOR, AND, OR, XOR, INV - převod mezi číselnými soustavami, zejména být obeznámen s binární soustavou - popsat technologii CMOS, znát funkci NMOS a PMOS tranzistoru - základy vývojových diagramů a jejich využití Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ 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.

Doporučená nebo povinná literatura

Pinker, J., Poupa, M., Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN - Technická literatura, 2006, ISBN: 80-7300-198-5 (CS)
číslicové systémy a jazyk VHDL, Pinker Jiří, Poupa Martin (CS)
Skahill, K., VHDL for Programmable Logic, Addison-Wesley, 1996, ISBN 0-201-89573-0. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Do 30 bodů za práci v semestru.
Do 70 bodů za zkoušku.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Základy digitálních obvodů
2. Jazyk VHDL a obecná syntaxe, ruční návrh digitálních obvodů
3. Soubežné příkazy a metodika návrhu, VHDL vs. ruční návrh digitálních obvodů
4. Souběžné příkazy a komplexní příklady, VHDL vs. ruční návrh digitálních obvodů
5. Hazardní stavy a jejich ošetření, vstupní a výstupní posilovače, typy popisu v jazyce VHDL, metastabilita
6. Sekvenční příkazy a metodika návrhu
7. Sekvenční příkazy a komplexní příklady, metastabilita
8. Teorie stavových automatů, enkódování, kritická cesta
9. Korektní popis v jazyce VHDL a převod do schematické reprezentace, metodika zápisu sekvenčních obvodů
10. Praktický návrh sekvenčních systémů a stavových automatů
11. Paměti SRAM, DRAM, SDRAM, FLASH
12. Úvod do problematiky návrhu digitálních integrovaných obvodů

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty se současným stavem digitální techniky vhodnou kombinací teorie, intuitivniho přístupu a praktického cvičení na vývojových kitech s obvodem FPGA. Studenti se výuce naučí metodice návrhu digitálních obvodů, která je aplikovatelná na jakoukoliv platformu – FPGA, ASIC, diskrétní řešení.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-MET bakalářský, 2. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor