Opis predmeta
Številski sistemi in kode: številski sistemi, kode in kodiranje, odkrivanje in odpravljanje napak.
Booleova algebra: izjave in Booleove spremenljivke, operacije z izjavami, aksiomi in teoremi, načini dokazovanja teoremov.
Preklopne funkcije in logična vrata: oblike funkcij, metode poenostavljanja in pretvorbe med oblikami, Karnaughov diagram in pravil-nostna tabela, logična vrata in vezja, hazard v logičnih vezjih, tehnološke izvedbe logičnih vezij in njihove lastnosti, tehnologija CMOS.
Kombinacijska vezja: kodirniki in dekodirniki, multipleksorji in demultipleksorji, primerjalniki, seštevalniki, množilniki, aritmetično-logične enote.
Računalniško podprto načrtovanje digitalnih struktur: minimizatorji, urejevalniki shemat-skih prikazov, simulatorji vezij, strojno opisni jeziki, sintetizatorji geometrije tiskanih vezij.
Sekvenčna vezja: spominske celice, pravilnostna in vzbujalna tabela, stabilizatorji preklopnikov, registri, števci, pomikalni registri, krožni števci, vzbujalne enačbe, tabela in diagram stanj, analiza in sinteza sekvenčnih vezij.
Tristanjski izravnalniki in vodila: izravnalnik, izravnalnik s histerezo, tristanjski izravnalniki in serijska vodila, tristanjski vmesniki in paralelna vodila.
Programirljiva vezja: pomnilna mreža, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash, PLA, PAL, GAL, SRAM, DRAM, CPLD, FPGA. Uporaba strojno opisnega jezika za realizacijo kombinacijskih in sekvenčnih vezij s CPLD in FPGA.
Dodatne vsebine (podane v primeru razpoložljivega časa, a ne sodijo v izpitno snov): mikrokrmilniki, mikroprocesorji, analog-no-digitalni in digitalno-analogni pretvorniki, generatorji takta in urinih pulzov.
Predmet učimo na programih
Aplikativna elektrotehnika 1. stopnja
Cilji in kompetence
Spoznati teoretične osnove logičnega odločanja in pomnjenja v gradnikih digitalne tehnike. Pridobiti znanje za praktično načrtovanje, izdelavo in preizkušanje gradnikov in vezij digitalne tehnike.
Metode poučevanja in učenja
Predavanja z vključenimi primeri reševanja nalog in avditorne vaje za oris in poglabljanje razumevanja teoretičnih osnov, orodij in pristopov; laboratorijske vaje za pridobivanje samostojnih praktičnih izkušenj z načrtovanjem, realizacijo in preizkušanjem digitalnih vezij.
Predvideni študijski rezultati
Po uspešno opravljenem predmetu bodo študenti zmožni:
- opisati osnovne kombinacijske in sekvečne digitalne strukture;
- pojasniti delovanje teh struktur;
- opisati to delovanje v strojno opisnem jeziku VHDL;
- prepoznati napake v tem delovanju;
- odpraviti osnovne med temi napakami;
- izbrati najugodnejšo izvedbo digitalne strukture upoštevajoč zahteve oziroma omejitve obsežnosti in ekonomičnosti;
- načrtovati zgradbo kombinacijskih in sekvečnih digitalnih struktur z metodami abstraktne in strukturne sinteze;
- uporabljati osnovne klasične in sodobne računalniško podprte metode in orodja za simulacijo in optimizacijo načrtovanih struktur;
- izdelati prototip načrtovane strukture v obliki tiskanega vezja;
- preizkusiti tak prototip.
Temeljni viri in literatura
J. F. Wakerly. Digital Design: Principles and Practices, 5th ed. Pearson/Prentice Hall, 2017.
M. Morris Mano, M. D. Ciletti. Digital Design, 6th ed. Pearson/Prentice Hall, 2017.
W. Kleitz. Digital Electronics, 9th ed. Pearson, 2012.
C. Maxfield. Bebop to the Boolean Boogie, 3rd ed. Newnes, 2009.
G. Pucihar, T. Kotnik, M. Reberšek. Digitalna tehnika: Zbirka rešenih nalog. Založba FE in FRI, 2015.