Plansze do wykładów

Dla ułatwienia nauki Układów cyfrowych udostępniam plansze w formacie pdf. Plansze są przygotowane w dwóch wersjach: kolorowej – tak jak prezentowane na wykładzie oraz czarno-białej wygodnej do wydrukowania. W związku z tym, że plansze do wykładów są ciągle rozbudowywane i dość często modyfikowane przeze mnie nawet w trakcie trwania semestru należy sprawdzać czy na stronie nie pojawiły się aktualniejsze materiały.

Informacje wstępne

Materiały przedstawiają podstawowe informacje dotyczące wykładu:

  • organizację,
  • sposób zaliczania,
  • literaturę.

Układy cyfrowe - rola i zastosowanie

Plansze przedstawiają rozwój techniki cyfrowej i jej wpływ na dziedziny życia. Naszkicowano podstawowe zagadnienia z nią związane. Zaprezentowano podział układów na różne rodziny ze szczególnym uwzględnieniem struktur programowalnych. Wykład prezentuje porównanie technologi układów programowalnych i full(semi)-custom (cechy, obszary zastosowań oraz etapy procesu projektowego).

Specyfika projektowania układów cyfrowych

Zaprezentowano przykład syntezy układu cyfrowego realizującego konwersję liczby w kodzie binarnym na BCD. Porównano metodologię projektowania układu cyfrowego z projektowaniem oprogramowania realizującego to samo zadanie.

Metody reprezentacji systemów cyfrowych

Przedstawiono podstawowe kombinacyjne i sekwencyjne bloki funkcjonalne wykorzystywane w syntezie strukturalnej układów cyfrowych. Omówiono zasadę działania takich bloków jak multipleksery, demultipleksery, dekodery, rejestry, liczniki oraz pamięci. Przedstawiono także zposoby reprezentacji liczb z wykorzystaniem kodów NKB, U2 oraz zapisu stałoprzecinkowego.

Języki opisu sprzętu HDL na przykładzie VHDL

Przedstawiono podstawowe cechy języków HDL na przykładzie języka VHDL. Omówiono różne sposoby opisu projektowanego systemu. Zademonstrowano wykorzystanie VHDL'a do tworzenia testbench'a.

Jezyk VHDL - podstawy

Przedstawiono podstawowe koncepcje dotyczące języka VHDL.  Omówiono  elementy składowe: słowa kluczowe,  identyfikatory, obiekty danych,  operatory, atrybuty.

Realizacja logiki kombinacyjnej

Przedstawiono sposoby realizacji logiki kombinacyjnej z wykorzystaniem strutur języka VHDL. Opisano sposoby implementacji podstawowych kombinacyjnych bloków funkcjonalnych, tj. multipleksery, dekodery, moduły opisane tablicą prawdy i równaniami boolowskimi.

Realizacja logiki sekwencyjnej

Przedstawiono sposoby realizacji logiki sekwencyjnej z wykorzystaniem strutur języka VHDL. Opisano sposoby implementacji podstawowych sekwencyjnych bloków funkcjonalnych, tj. rejestry, automaty, liczniki.

Projektowanie z wykorzystaniem FSM

Na przykładzie urządzeń komunikujących się z komputerem poprzez moduł FTDI zaprezentowano zastosowanie automatów FSM do projektowania układów cyfrowych. Przedstawiono także obsługę portów dwukierunkowych. Omówiono wykorzystanie testbench'y do weryfikacji poprawności projetu.

Projektowanie hierarchiczne

Na przykładzie projektu zamka cyfrowego przedstawino metode projektownia hierarchicznego.

Syndicate content