Detail předmětu

Digital Electronics 1

FEKT-CICTAk. rok: 2019/2020

Předmět se věnuje problematice digitální techniky. Studenti se seznámí se základním dělením digitálních obvodů a Booleovou algebrou. První část předmětu je věnována designu kombinačních obvodů, forem jejich zápisů a realizace. Předmět navazuje problematikou sekvenčních obvodů a mikrokontrolérů. Jednotlivé prvky digitální techniky budou také popisovány pomocí VHDL jazyka, což umožní studentům získat praktické zkušenosti s jazykem typu Hardware Description Language.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (a) porozumět a popsat základní vlastnosti impulzních a digitálních obvodů, (b) navrhnout odvodové zapojení nelineárního systému pro přenos a zpracování impulzních signálů, (c) navrhnout libovolný systém kombinační techniky, (d) navrhnout asynchronní a synchronní subsystém, (e) naprogramovat základní struktury číslicové techniky v jazyce VHDL, (f) technicky využívat digitální obvody.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti základů elektronických součástek (pasivní, polovodičové obvody) a výrokové logiky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Student pracuje na jednom skupinovém projektu během semestru. Předmět využívá elearning.

Způsob a kritéria hodnocení

Projekt a písemné testy během semestru, laboratorní cvičení, závěrečná zkouška.

Zkouška z předmětu bude probíhat distančně.

Osnovy výuky

1. Základní pojmy digitální techniky, Boolova algebra. Základní kombinační obvody, funkce a časové diagramy.
2. Karnaughova mapa. Digitální návrh systému pomocí logických obvodů 1.
3. Digitální návrh systému pomocí logických obvodů 2. Sekvenční obvody, klopné obvody.
4. Sekvenční obvody, časování, metastabilita, jednoduchý synchronní design. Složitější digitální obvody.
5. Stavové automaty, diagramy, architektura, design.
6. Zásady navrhování digitálních obvodů a systémů. Programovatelné logické obvody a jazyk VHDL.
7. Mikrokontroléry.

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.

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.

Základní literatura

FRÝZA, T., KOLOUCH, J., KOLKA, Z., KUBÍČEK, M., ŠOTNER, R. Pulse and digital techniques. Computer exercises [online]. 2016 [cit. 2016-07-10]. Available at elearning web pages. (EN)
FRÝZA, T. Pulse and digital techniques. Lectures [online]. 2016 [cit. 2016-07-10]. Available at elearning web pages. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-EST , 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

19 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Základní pojmy digitální techniky, Boolova algebra. Základní kombinační obvody, funkce a časové diagramy.
2. Karnaughova mapa. Digitální návrh systému pomocí logických obvodů 1.
3. Digitální návrh systému pomocí logických obvodů 2. Sekvenční obvody, klopné obvody.
4. Sekvenční obvody, časování, metastabilita, jednoduchý synchronní design. Složitější digitální obvody.
5. Stavové automaty, diagramy, architektura, design.
6. Zásady navrhování digitálních obvodů a systémů. Programovatelné logické obvody a jazyk VHDL.
7. Mikrokontroléry.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Verzovací systém Git, GitHub.
2. Vývojové prostředí Xilinx ISE a/nebo Vivado.
3. Dekodér Hex kódu na kód 7-segmentového displeje.
4. Aritmetická sčítačka.
5. Dělič kmitočtu, binární čítač.
6. Up/down BCD čítač.
7. Driver pro multiplexování 7-segmentového displeje.
8. Ultrazvukový měřič vzdálenosti + zveřejnění témat projektů.
9. Využití dostupných IP corů + výběr projektů.
10. Řešení projektů.
11. Řešení projektů.
12. Řešení projektů.
13. Prezentace projektů.

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

Viz přednášky

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz