Návrh číslicových systémů

• 39 hod. přednášky
• 10 hod. cvičení
• 3 hod. projekty

• 55 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
• 25 bodů půlsemestrální test (písemná část)
• 20 bodů projekty

Základní znalosti metod pro popis, analýzu a návrh kombinačních a sekvenčních logických sítí v číslicových systémech.

Cílem předmětu je získat základní znalosti metod pro popis, analýzu a návrh kombinačních a sekvenčních logických sítí v číslicových systémech.

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.

• Diskrétní matematika (IDM)

Množiny, relace a zobrazení. Základní pojmy a axiomy Boolovy algebry. Základní pojmy teorie grafů. Základy elektrotechniky a základní aktivní a pasivní elektronické součástky.

• Eysselt, M.: Logické systémy. Studijní opora, Učební text VUT Brno, vydáno 1980, 1985, 1990. Rozebráno: Lze si zapůjčovat v knihovnách v Brně, i na FIT.
• Frištacký, N., Kolesár, M., Kolenička, J., Hlavatý, J.: Logické systémy. SNTL Praha, ALFA Bratislava, 1986.
• Bolton, M.: Digital Systems Design with Programmable Logic. Addison-Wesley Publishing Company, Cornwall, GB, ISBN 0-201-14545-6, 1990.
• Bolton, M.: Digital Systems Design with Programmable Logic. Addison-Wesley Publishing Company, Cornwall, GB, ISBN 0-201-14545-6, 1990.
• McCluskey, E.J.: LOGIC DESIGN PRICIPLES. Prentice-Hall, USA, ISBN 0-13-539768-5, 1986.
• Maurer, P.M.: Logic Design. University of South Florida, WWW vydání.
• Cheung, J.Y. - Bredeson, J.G.: MODERN DIGITAL SYSTEMS DESIGN. West Publishing Company, USA, ISBN 0-314-47828-0, 1990.
• Bout, D.V.: Pragmatic Logic Design With Xilinx Foundation 2.1i. XESS Corporation, WWW vydání.
• Sasao, T.: SWITCHING THEORY FOR LOGIC SYNTHESIS (http://www.wkap.nl/prod/b/0-7923-8456-3). Kluwer Academic Publishers, Boston, USA, ISBN 0-7923-8456-3, 1999.
• Sasao, T.: SWITCHING THEORY FOR LOGIC SYNTHESIS. Kluwer Academic Publishers, Boston, USA, ISBN 0-7923-8456-3, 1999.
• Eysselt, M.: Vybrané příklady podporující návrh číslicových systémů. Studijní opora, Učební text, FIT, 2002, 38 str. Tento text zapůjčuje autor ke kopírování. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
• Eysselt, M.: Logická a funkční schémata, výňatek z oborové normy ONT345553. Studijní opora, Učební text, FIT, 2002, 30 str. Tento text zapůjčuje autor ke kopírování. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
• Eysselt. M.: Funkční značky integrovaných obvodů, kreslení spojů. Studijní opora, Učební text, FIT, 2002, 12 str. Tento učební text zapůjčuje autor ke kopírování. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
• Eysselt, M.: Digital Systems Design: Programmable Logic Devices. Studijní opora, Učební text, FIT VUT v Brně, 2003. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
• 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.
• 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.

• 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.
• Programovatelné logické obvody.
• Technologie logických obvodů.

• 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.

• Individuální projekt v rozsahu 3 hodin.

• 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.

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.

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.