Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Logické systémy

LOS Ak. rok 2004/2005 zimní semestr 5 kreditů

Předmět není v tomto roce otevřen
Zavřít
Logický systém, logický obvod, logická funkce. Reprezentace logických funkcí. Minimalizace výrazů pro třístupňové logické sítě s jedním a více výstupy. Rozklady boolovských funkcí. Kombinační logické členy, obvody, moduly. Paměťové prvky, registry, čítače. Syntéza synchronizovaných sekvenčních sítí. Operační část číslicových systémů, aritmetické obvody. Řídicí část číslicových systémů, řadiče s pevnou logikou a mikroprogramované. Jednoduché asynchronní sekvenční logické sítě.

Garant předmětu

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 18 hod. cvičení, 8 hod. projekty

Bodové hodnocení

60 zkouška, 40 půlsemestrální test

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Schopnost analýzy činnosti a návrhu jednoduchých číslicových systémů.

Cíle předmětu

Získat přehled a základy praktického využití vybraných metod pro popis, analýzu činnosti a návrh kombinačních a sekvenčních logických sítí jakožto podstaty číslicových zařízení.

Literatura studijní

  • Amaral, J.N.: COMPUTER ORGANIZATION AND ARCHITECTURE I. University of Alberta, Edmonton, CA, 2003.
  • Amaral, J.N.: COMPUTER ORGANIZATION AND ARCHITECTURE II. University of Alberta, Edmonton, CA, 2003.
  • Eysselt, M.: Vybrané úlohy z logických systémů. Učební text, ÚIVT, 1993. Tento text zapůjčuje autor ke kopírování. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
  • Eysselt, M.: Kreslení logických a funkčních schémat. Učební text, ÚIVT, 1993. Tento text zapůjčuje autor ke kopírování. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
  • Eysselt. M.: Funkční značky integrovaných obvodů a kreslení spojů. Učební text, ÚIVT, 1993. Tento učební text zapůjčuje autor ke kopírování. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
  • Eysselt, M.: Logické systémy. Učební text VUT Brno, vydáno 1980, 1985, 1990. Rozebráno: Lze si zapůjčovat v knihovnách v Brně.
  • Frištacký, N. - Kolesár, M. - Kolenička, J. - Hlavatý, J.: Logické systémy. SNTL Praha, ALFA Bratislava, 1986.
  • Eysselt, M.: Programmable Logic Devices. Učební text, FIT VUT v Brně, 2002. Zde je WWW verze přístupná evidovaným studentům.
  • Sekanina, L.: Návrh číslicových obvodů (stručný přehled). Podklady pro přednášku, FIT VUT v Brně, 2002.

Literatura referenční

  • McCluskey, E.J.: LOGIC DESIGN PRICIPLES. Prentice-Hall, USA, ISBN 0-13-539768-5, 1986.
  • Cheung, J.Y. - Bredeson, J.G.: MODERN DIGITAL SYSTEMS DESIGN. West Publishing Company, USA, ISBN 0-314-47828-0, 1990.
  • Bolton, M.: Digital Systems Design with Programmable Logic. Addison-Wesley Publishing Company, Cornwall, GB, ISBN 0-201-14545-6, 1990.
  • Katz, R.H.: Contemporary Logic Design. Addison-Wesley/Benjamin-Cummings Publishing CO, Redwood City, CA, USA, ISBN 0-8053-2703-7, 1993.
  • Sasao, T.: SWITCHING THEORY FOR LOGIC SYNTHESIS. Kluwer Academic Publishers, Boston, USA, ISBN 0-7923-8456-3, 1999.
  • Wakerly, J.F.: Digital Design Principles and Practices. Prentice Hall, USA, ISBN 0-13-055520-7, 2000.
  • Maurer, P.M.: Logic Design. University of South Florida, WWW vydání.
  • Bout, D.V.: Pragmatic Logic Design With Xilinx Foundation 2.1i. XESS Corporation, WWW vydání.

Osnova přednášek

  • Logický systém, logický obvod, logická funkce. Základní vlastnosti logických obvodů.
  • Reprezentace (modely) logických funkcí: výraz/formule, tabulka, krychle, mapa, blokové, logické a funkční schéma, graf. Kombinační a sekvenční logické sítě. Huffmanovo schéma.
  • Minimalizace výrazů pro třístupňové kombinační logické sítě s jedním a více výstupy. Normované (normalizované) výrazy: součtová (disjunktní) forma, součinová (konjunktní) forma.
    Minimalizační postupy založené na využití obratů z Boolovy algebry ve výrazech, v jednotkové krychli, v pravdivostní tabulce (Quinova-McCluskeyho metoda), v logické mapě.
  • Řešení problému pokrytí Petrikovou metodou.
  • Kombinační logické členy, obvody a bloky. Návrh kombinačních logických s logickými členy a obvody NOT, AND, OR, NAND, NOR. Návrh faktorizovaných TANT (Three-Stage AND-NOT Gate Network with True Inputs) a TONT (Three-Stage OR-NOT Gate Network with True Inputs) sítí.
    Návrh logických sítí s logickými obvody s omezeným počtem vstupů.
    Souběh, statický hazard, dynamický hazard. Návrh bezhazardových sítí.
    Návrh kombinačních logických sítí z modulů MSI a LSI (VLSI): MX, DC/DMX, ROM, GA, PLA, PAL, PLD.
  • Modelování sekvenčního chování. Konečné automaty: Mealyho automat, Moorův automat. Paměťové obvody (klopné obvody typu D, T, R-S, R, S, J-K).
  • Syntéza synchronizovaných sekvenčních sítí s klopnými obvody, registry, čítače.
  • Operační část číslicových systémů. Aritmetické bloky: půlsčítačka, úplná sčítačka, úplná odčítačka, desítková sčítačka; sériová sčítačka, paralelní sčítačka, serioparalelní sčítačka. Násobička.
  • Řídicí část číslicových systémů, jednoduché řadiče s pevnou logikou a jednoduché mikroprogramované řadiče.
  • Jednoduché asynchronní sekvenční logické sítě.
  • Poznámka k organizaci přednášek: Semestry jsou opakovaně narušovány státními svátky a jinými celofakultně vyhlášenými dny volna. Proto se výše uvedený přehled přednáškových témat nekryje svými pořadovými čísly s pořadím týdnů v semestru. Témata jsou přednášena v uvedeném pořadí tak, aby se za realný časový prostor v semestru stihla presentovat.

Osnova numerických cvičení

  • 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.
  • Využití SSI i.o. pro implementace logických funkcí.
  • Analýza činnosti logických sítí: souběh a hazard.
  • Vybrané logické bloky: sčítačky, odčítačka.
  • Stavové automaty a jejich reprezentace. Návrh synchronizovaných sekvenčních sítí.
  • Návrh logických sítí s i.o. technologií MSI a LSI. Programovatelné součástky (PLD): hradlová pole, PROM, PLA, PAL.

Osnova ostatní - projekty, práce

  • Návrh kombinační logické sítě.
  • Návrh sekvenční logické sítě.

Průběžná kontrola studia

Test "15 bodů", půlsemestrální zkouška "25 bodů", závěrečná zkouška "60 bodů".

Kontrolovaná výuka

Kontrolovanou výukou jsou test, půlsemestrální zkouška a závěrečná zkouška. Testpůlsemestrální zkouška nemají náhradní termín. Závěrečná zkouška má jeden náhradní termín.

Podmínky zápočtu

Zápočet není ustanoven.
Nahoru