UFPA208 Digital Technology

Faculty of Philosophy and Science in Opava
Summer 2013
Extent and Intensity
2/0/0. 4 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
Ing. Miroslav Vala, CSc. (lecturer)
Guaranteed by
Ing. Miroslav Vala, CSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Faculty of Philosophy and Science in Opava
Prerequisites (in Czech)
UFPA120 Physical Foundations of Electr && UFPA121 Physical Foundations Electroni
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives (in Czech)
Posluchač získá základní znalosti v oblasti konstrukce číslicových prvků TTL, CMOS a dalších číslicových obvodů. Obsah (Sylabus) Úvod do číslicové techniky. Zobrazení čísel v obecném číselném základů (2, 8, 10, 16), Booleova algebra a její základní zákony. Základní logické operátory. Definice úplného systému logických funkcí, minimální úplné systémy logických funkcí. Souvislost mezi fyzikální strukturou a logickými operátory. Symbolické zobrazení základních operátorů. Realizace logických funkcí pomocí členů NAND a NOR. Definice logických funkcí a jejich popis logickou rovnicí a pravdivostní tabulkou, zjednodušování zápisu logické funkce algebraickou minimalizací a Karnaughovou metodou. Fyzická realizace logických členů. Základní charakteristiky logických členů. Logické stavebnice na bázi technologie TTL, CMOS: elektrické, statické a dynamické vlastnosti členů, montážní součin a třístavové výstupy. Fyzická realizace logických členů do pouzder a jejich zapojení. Modifikace technologií TTL a CMOS. Aplikační pravidla. Kombinační logické obvody. Definice kombinačních obvodů. Realizace součtových a součinových funkcí s velkým počtem vstupů, sjednocení a průnik dvou binárních veličin, kontrola sudé nebo liché parity, dekodéry, multiplexery a demultiplexery, multiplexer jako generátor funkce. Klopné obvody a registry. Princip klopného obvodu RS, pravdivostní tabulka RS, rozbor statických a dynamických parametrů klopného obvodu RS, několikavstupové klopné obvody RS. Vlastnosti klopných obvodů JK a D. Obecné vlastnosti klopných obvodů pro čítání a posouvání, paměťové registry realizované z klopných obvodů RS, JK a D, použití synchronních a asynchronních vstupů. Realizace posuvných registrů a jejich typy. Čítače. Princip synchronního a asynchronního čítání. Realizace synchronního čítače v přímém dvojkovém kódu, jeho rovnice a schéma, realizace asynchronního čítače v přímém dvojkovém kódu. Integrované čítače, synchronní čítače se synchronní a asynchronní předvolbou. Logické obvody pro aritmetické operace. Základní operace v dvojkové aritmetice. Stavba sčítačky pro kladná čísla, pravdivostní tabulka, rovnice, schéma. Sčítačka pro zrychlený přenos. Použití sčítačky ve funkci odečítačky. Srovnávací obvod, aritmetická jednotka. Paměti. Definice paměti, technologie paměti, základní parametry. Organizace paměťových pouzder, spojování pouzder pro dosažení větší kapacity. Paměti se sekvenčním výběrem a s libovolným přístupem. Typy pamětí a jejich použití: paměti RAM, LIFO a FIFO, paměti SRAM a DRAM, paměti PROM, EPROM a EEPROM. Programování pamětí. Speciální obvody. Obvody pro zvětšení zatížitelnosti (budiče), Schmittův klopný obvod, monostabilní klopné obvody a jejich použití, optoelektronické součástky, analogové multiplexery. Mikroprocesorové systémy. Blokové schéma obecného mikroprocesorového systému, charakteristika jednotlivých funkčních bloků, adresová, řídící a datová sběrnice. Počítač s Harvardskou architekturou a počítač von Neumannova typu. Speciální mikročipy s integrovanými funkčními bloky.
Syllabus (in Czech)
  • Úvod do číslicové techniky. Zobrazení čísel v obecném číselném základů (2, 8, 10, 16), Booleova algebra a její základní zákony. Základní logické operátory. Definice úplného systému logických funkcí, minimální úplné systémy logických funkcí. Souvislost mezi fyzikální strukturou a logickými operátory. Symbolické zobrazení základních operátorů. Realizace logických funkcí pomocí členů NAND a NOR. Definice logických funkcí a jejich popis logickou rovnicí a pravdivostní tabulkou, zjednodušování zápisu logické funkce algebraickou minimalizací a Karnaughovou metodou.
    Fyzická realizace logických členů. Základní charakteristiky logických členů. Logické stavebnice na bázi technologie TTL, CMOS: elektrické, statické a dynamické vlastnosti členů, montážní součin a třístavové výstupy. Fyzická realizace logických členů do pouzder a jejich zapojení. Modifikace technologií TTL a CMOS. Aplikační pravidla.
    Kombinační logické obvody. Definice kombinačních obvodů. Realizace součtových a součinových funkcí s velkým počtem vstupů, sjednocení a průnik dvou binárních veličin, kontrola sudé nebo liché parity, dekodéry, multiplexery
    a demultiplexery, multiplexer jako generátor funkce.
    Klopné obvody a registry. Princip klopného obvodu RS, pravdivostní tabulka RS, rozbor statických a dynamických parametrů klopného obvodu RS, několikavstupové klopné obvody RS. Vlastnosti klopných obvodů JK a D. Obecné vlastnosti klopných obvodů pro čítání a posouvání, paměťové registry realizované z klopných obvodů RS, JK a D, použití synchronních a asynchronních vstupů. Realizace posuvných registrů a jejich typy.
    Čítače. Princip synchronního a asynchronního čítání. Realizace synchronního čítače v přímém dvojkovém kódu, jeho rovnice a schéma, realizace asynchronního čítače v přímém dvojkovém kódu. Integrované čítače, synchronní čítače se synchronní a asynchronní předvolbou.
    Logické obvody pro aritmetické operace. Základní operace v dvojkové aritmetice. Stavba sčítačky pro kladná čísla, pravdivostní tabulka, rovnice, schéma. Sčítačka pro zrychlený přenos. Použití sčítačky ve funkci odečítačky. Srovnávací obvod, aritmetická jednotka.
    Paměti. Definice paměti, technologie paměti, základní parametry. Organizace paměťových pouzder, spojování pouzder pro dosažení větší kapacity. Paměti se sekvenčním výběrem a s libovolným přístupem. Typy pamětí a jejich použití: paměti RAM, LIFO a FIFO, paměti SRAM a DRAM, paměti PROM, EPROM a EEPROM. Programování pamětí.
    Speciální obvody. Obvody pro zvětšení zatížitelnosti (budiče), Schmittův klopný obvod, monostabilní klopné obvody a jejich použití, optoelektronické součástky, analogové multiplexery.
    Mikroprocesorové systémy. Blokové schéma obecného mikroprocesorového systému, charakteristika jednotlivých funkčních bloků, adresová, řídící a datová sběrnice. Počítač s Harvardskou architekturou a počítač von Neumannova typu. Speciální mikročipy s integrovanými funkčními bloky.
Literature
    recommended literature
  • Antošová, Marcela; Davídek, Vratislav. Číslicová technika - učebnice pro SOŠ. KOPP. ISBN 80-723-2206-0. info
  • Pinker, Jiří. Mikroprocesory a mikropočítače. BEN, 2004. ISBN 80-730-0110-1. info
  • Kesl Jan. Elektronika 1 analogová technika. BEN, 2003. ISBN 80-7300-074-1. info
  • Kesl Jan. Elektronika 2 přenosová technika. BEN, 2003. ISBN 80-7300-075-X. info
  • Kesl Jan. Elektronika 3 číslicová technika. BEN, 2003. ISBN 80-7300-076-8. info
  • Matoušek David. Číslicová technika základy konstruktérské praxe. BEN, 2002. ISBN 80-7300-025-3. info
  • Láníček Robert. Elektronika obvody - součástky - děje. BEN, 1999. ISBN 80-860-5625-2. info
  • Brandejs, M. Mikroprocesory INTEL 8086-80486. Grada, 1991. info
  • M. Frištacky, M. Kolesár a kol. Logické systémy. ALFA, 1990. ISBN 80-05-00414-1. info
  • Bernard J. Od logických obvodů k mikroprocesorům. SNTL, Praha, 1986. info
  • Boris Dědina, Pavle Valášek. Mikroprocesory a mikropočítače. SNTL, 1983. info
  • J. Z. Sobotka. Přehled číslicových systémů. SNTL, 1981. info
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course can also be completed outside the examination period.
The course is also listed under the following terms Summer 2010, Summer 2011, Summer 2012, Summer 2014, Summer 2015, Summer 2016, Summer 2017, Summer 2018.
  • Enrolment Statistics (Summer 2013, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/summer2013/UFPA208