Digitalna logika

Opis predmeta

Digitalni sustavi veličine iz stvarnog svijeta, prethodno pretvorene u brojeve, obrađuju u diskretnim koracima. Kako su, iz teorijskih i tehnoloških razloga, podaci unutar digitalnih sustava predstavljeni binarnim prikazom, digitalni se sustavi temelje na logičkim sklopovima. Cilj predmeta je upoznati studente s fundamentalnim principima izgradnje digitalnih sustava, počev od elementarnih postupaka njihove analize i projektiranja. Također će se obraditi elementarni kombinacijski i sekvencijski elementi i moduli kao i način ugradnje digitalnih sustava u stvarni svijet.

Opće kompetencije

Studenti će steći fundamentalna znanja o građi digitalnih sustava temeljeno na razinama karakterističnih logičkih sklopova i podsustava kao i o korištenju osnovnih metoda analize i projektiranja digitalnih sklopova, kako kombinacijskih tako i sekvencijskih. Studenti će biti osposobljeni za provođenje osnovnih postupaka projektiranja temeljeno na standardnim i programirljivim modulima te uz fizička ograničenja predstavljena dinamičkim i električkim svojstvima sklopova i njihova povezivanja. Također će poznavati osnove modeliranje digitalnih sustava standardnim jezikom za opis sklopovlja.

Ishodi učenja

  1. odabrati prikladnu razinu standardnih kombinacijskih i sekvencijskih komponenti u cilju projektiranja jednostavnijih digitalnih sklopova
  2. dizajnirati jednostavnije kombinacijske i sekvencijske digitalne sklopove
  3. analizirati jednostavnije kombinacijske i sekvencijske digitalne sklopove
  4. primijeniti Booleovu algebru kao formalni aparat za opis kombinacijskih i sekvencijskih digitalnih sklopova
  5. primijeniti jezik za opis sklopovlja VHDL u modeliranju i simulaciji jednostavnijih kombinacijskih i sekvencijskih digitalnih sklopova
  6. identificirati i klasificirati standardne i programirljive kombinacijskih i sekvencijskih digitalne sklopove
  7. prepoznati ograničenja predstavljena dinamičkim i električkim svojstvima sklopova i njihova povezivanja u postupak analize i projektiranja jednostavnijih kombinacijskih i sekvencijskih digitalnih sklopova

Oblici nastave

Predavanja

-

Provjere znanja

-

Laboratorijske vježbe

-

Konzultacije

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Napomena / komentar Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 15 % 50 % 15 %
Domaće zadaće 0 % 10 % 0 % 0 %
Kratke provjere znanja 0 % 5 % 0 % 0 %
Sudjelovanje u nastavi 0 % 10 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 0 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 40 % 40 %
Ispit: Pismeni 50 % 85 %
Napomena / komentar

Kratke provjere znanja će se načelno izvoditi putem kratkih testova na predavanjima.

Tjedni plan nastave

  1. Uvod i organizacija predmeta. Analogne veličine i njihovo digitalno predstavljanje. Brojevni sustavi, binarna aritmetika, osnovne operacije: zbrajanje, oduzimanje, množenje.
  2. Binarni kodovi i kodiranje. Zaštitno kodiranje.
  3. Logika sudova, Booleova algebra, Booleove funkcije, kanonski oblici Booleovih funkcija. Minimizacija Booleovih funkcija: algebarska, K-tablicama.
  4. Minimizacija Booleovih izraza postupkom Quine-McCluskey. Nepotpuno specificirane Booleove funkcije. Kašnjenje i hazard.
  5. Osnovni logički sklopovi: I, ILI, NE, NI, NILI, EXILI. Ostvarivanje Booleovih funkcija na razini tranzistora (CMOS). Digitalni integrirani sklopovi. Električka svojstva.
  6. Standardni kombinacijski moduli: dekoder, demultipleksor, multipleksor, permanentna memorija, prioritetni koder, komparator. VHDL modeli kombinacijskih modula. Ostvarivanje Booleovih funkcija standardnim kombinacijskim modulima.
  7. Aritmetički sklopovi: zbrajalo, sklop za izdvojeno generiranje prijenosa, odbijalo, množilo, sklop za posmak.
  8. Međuispit.
  9. Programirljivi moduli: PLD i FPGA. Ostvarivanje Booleovih funkcija programirljivim modulima.
  10. Bistabil: osnovni bistabil, sinkroni bistabil, tipovi, poboljšanje upravljanja, dinamički parametri.
  11. Sekvencijski sklopovi, konačni automati, modeli Moore i Mealy, dijagram i tablica stanja. Projektiranje sinkronih sekvencijskih sklopova, minimiziranje broja stanja, kodiranje stanja. Analiza sinkronih sekvencijskih sklopova.
  12. Standardni sekvencijski moduli: registri, posmačni registri, brojila - asinkrona i sinkrona.
  13. Memorije: karakteristični parametri; statičke i dinamičke memorije; organizacija memorijskih modula.
  14. Sučelje digitalnih sustava s analognom okolinom, digitalno-analogna i analogno-digitalna pretvorba.
  15. Završni ispit.

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Elektrotehnika i informacijska tehnologija i Računarstvo (studij)
(1. semestar)

Literatura

U. Peruško, V. Glavinić (2005.), Digitalni sustavi, Školska knjiga
S. D. Brown, Z. G. Vranešić (2001.), Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design, McGraw-Hill

Predavanja

Laboratorijske vježbe

Izvedba

ID 19674
  Zimski semestar
6 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
60 Predavanja
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

88 izvrstan
75 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan