Uk ady cyfrowe ł

Układy cyfrowe
Prowadzący:
dr inż. Henryk Małysiak ([email protected])
dr inż. Bartłomiej Zieliński ([email protected])
mgr inż. Krzysztof Tokarz ([email protected])
Rozkład:
Semestr
3
W
2
Ćw.
1
Lab.
-
Proj.
-
Sem.
-
Egz
+
ECTS
4
Cel:
Przedmiot ma na celu przedstawienie właściwości funkcjonalnych, dynamicznych i statycznych
cyfrowych układów scalonych oraz zasad ich stosowania w konstrukcji urządzeń cyfrowych.
Opis:
Wprowadzenie, klasyfikacja i przeznaczenie urządzeń cyfrowych. Podstawowe techniki realizacji
układów scalonych. Parametry statyczne, dynamiczne i funkcjonalne. Moduły wejściowe, sterujace,
przetwarzające i wyjściowe urządzeń cyfrowych. Scalone moduły funkcjonalne i zasady ich
stosowania. Programowalne struktury logiczne PLD, programowanie pamięci i układów PLD.
Transmisja informacji cyfrowej. Zakłócenia i sposoby ich ograniczania. Uruchamianie i testowanie
układów cyfrowych. Zasady projektowania urządzeń cyfrowych.
Słowa kluczowe:
Cyfrowy układ scalony, parametry układu, moduł funkcjonalny, zakłócenia, przesłuchy, odbicia,
dopasowanie falowe.
Wykład:
1. Wprowadzenie, klasyfikacja, przeznaczenie i obszar zastosowań urządzeń cyfrowych.
Podstawowe techniki realizacji układów scalonych (RTL, DTL, TTL, ECL, I2L, CMOS,
BiCMOS, GaAS). Parametry statyczne, dynamiczne i funkcjonalne układów scalonych.
Porównanie różnych technik realizacji. Bloki wejściowe, sterujące, przetwarzające i wyjściowe
urządzeń cyfrowych.
2. Scalone moduły funkcjonalne: bufory 3–stanowe, multipleksery, demultipleksery, kodery,
dekodery, konwertery kodów, kodery prioretytetowe, liczniki, rejestry, układy arytmetyczne,
układy przeniesień równoległych, generatory bitu parzystości, układy czasowe, generatory,
pamięci półprzewodnikowe, programowalne struktury logiczne PLD, wyświetlacze,
przetworniki a/c i c/a.
3. Magistrale. Równoległe asynchroniczne i synchroniczne wprowadzanie i wyprowadzanie
informacji do rejestrów i liczników.
4. Pamięci RAM – statyczne SRAM i dynamiczne DRAM (asynchroniczne i synchroniczne).
Sposoby odświeżania zawartości pamięci DRAM. Budowa bloków pamięci RAM o danej
organizacji. Pamięci ROM, PROM, EPROM, E2PROM, FLASH. Budowa bloków pamięci
stałych o zadanej organizacji. Zastosowania pamięci ROM i RAM.
5. Programowalne struktury logiczne PLD (PLA, FPLA, FPLS, FPGA, PAL, GAL).
Programowanie pamięci stałych i układów PLD.
6. Transmisja sygnałów cyfrowych. Linie przesyłowe, niesymetryczne i symetryczne, nadajniki i
odbiorniki linii.
7. Układy
wejściowe:
przyciski,
klawiatury.
Układy
wyjściowe,
wyświetlacze
siedmiosegmentowe, wyświetlacze LCD, numeryczne, alfanumeryczne, matrycowe, matryce
diodowe.
8. Zakłócenia w układach cyfrowych (zewnętrzne, wewnętrzne: przesłuchy, odbicia) i sposoby
ograniczania ich wpływu (ekranowanie, blokowanie, dopasowanie falowe).
9. Uszkodzenia w układach cyfrowych i ich modele. Testowanie układów cyfrowych. Metody
generacji testów. Układy łatwo testowalne. Uruchamianie układów cyfrowych. Próbniki i
analizatory stanów logicznych, analizatory sygnatór.
10. Zasady projektowania urządzeń cyfrowych (projektowanie systemowe, operacyjne, logiczne,
symulacja funkcjonalna i czasowa, projektowanie konstrukcyjne). Zasady zasilania i montażu
urządzeń cyfrowych.
Ćwiczenia:
W ramach ćwiczeń tablicowych rozwiązywane są przykłady projektowania typowych układów
cyfrowych z wykonaniem niezbędnych obliczeń związanych np. z doborem wartości rezystorów dla
wyjść typu OC bądź obciążalnością prądową.
Warunki zaliczenia i egzamin:
Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny ze sprawdzianu obejmującego
wykład i pozytywnych ocen ze sprawdzianów na ćwiczeniach tablicowych.
Metody nauczania:
Wykład wspomagany materiałami powielanymi i przeźroczami.
Materiały dydaktyczne:
Dydaktyczne materiały powielane, materiały w formie elektronicznej.
Literatura podstawowa:
• M.Łakomy, J.Zabrodzki „Cyfrowe układy scalone” PWN, 1983 r.
• M.Łakomy, J.Zabrodzki „Układy scalone CMOS” PWN, 1991 r.
Literatura uzupełniająca:
• M.Łakomy, J.Zabrodzki „Liniowe układy scalone w technice cyfrowej” PWN, 1987 r.
• J.Pieńkowski, J.Turczyński „Układy scalone TTL w systemach cyfrowych” WKiŁ 1980 r.