Předmět Logické obvody (LO)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu LO - Logické obvody, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy číslicových systémů s pohledu jejich základní hardwarové realizacepomocí hradel a automatu s konečným počtem stavů, zobrazováním čísel a symbolů, základními algoritmy pro aritmetickéoperace v číslicových systémech.

Osnova

PŘEDNÁŠKY:• Logika, Boolean algebra, Booloean funkce, zápisy Boolean funkcí, číselné soustavy, převody celých čísel.• Definice základních tvarů pro dvojstupňovou logiku, kanonické formy, zjednodušování pomocí Boolean algebry, Karnaughmapy, úvod do počítačových algoritmů minimalizace (McCluskey, Expreso, ...).• Hradlo, vazba na operace, logické signály a jejich aktivní úrovně, sestavení logické dvojstupňové sítě, realizacepomocí struktur AND-OR, OR-AND, NAND-NAND, NOR-NOR.• Číselné soustavy, převody mezi číselnými soustavami, integer a real, všeobecně. Zdůraznění vazeb mezi dvojkovou,oktalovou a šestnáctkovou soustavou.• Reprezentace integer čísel – znaménko a hodnota, jednotkový a dvojkový doplněk, pomocí posunutí, aritmetickéoperace součet, rozdíl, násobení a dělení, příznaky operací N, Z, V, C.• Realizace binárního aritmetického součtu a rozdílu, význam kanálu zrychleného přenosu, hardwarové násobení, dělení.• Reprezentace real čísel - fixed (Qm.n formát) a float formát (IEEE 754-2008), aritmetické operace, programovéimplementace násobení a dělení, příznaky operací.• Zobrazování symbolů, znaků, ASCII kód, Unicode, UTF algoritmy.• Reprezentace reálných a celých čísel v BCD kódu, aritmetické operace – součet.• Asynchronní klopný obvod R-S, funkce synchronních klopných obvodů D, T, JK.• Sekvenční obvody - FSM, opakování automatu s konečným počtem stavů, definice chování, základní způsoby zápisu– grafické, programové.• Číslicový synchronní systém – řadič a řízená jednotka, realizace řadiče – pomocí D klopných obvodů a mikroprogramovářídící jednotka, ukázka na příkladu.• Technologie číslicových obvodů (bipolární a unipolární) TTL a CMOS, elektronické vlastnosti hradel - TTL, logickáhodnota 1/0 a úroveň L/H, otevřený kolektor, třístavový a obousměrný výstup. CVIČENÍ:• Bezpečnost, organizace cvičení, zadání prvního projektu, převody integer čísel z desítkové do dvojkové a hexasoustavy, Boolean algebra.• Karnaughovy mapy a realizace funkcí pomocí hradel.Počítačová cvičení• Převody mezi číselnými soustavami. Bezpečnost.• Výpočet součtu a rozdílu nad binárními celými čísly, dvojkový doplněk.• Součet a rozdíl čísel vyjádřených pomocí posunutí. Bitově orientované logické operace.• Výpočet aritmetických operací (součet a rozdíl) nad integer čísly s posunutím.• Aritmetické operace součet rozdíl nad čísly v pevné řádové čárce, formát Qn.m.• Generátor rastrového písma a zobrazení textu.• Převod čísla na float (IEEE-754 - binární definice).• Desítková aritmetika, aplikace BCD kódu pro výpočty, převod čísla na číslo v pohyblivé řádové čárce - float (IEEE-754– dekadická definice).• Simulace chování sekvenčního obvodu Laboratoře• Cvičné zapojení kombinačního obvodu pomocí RC stavebnici. • Odevzdání prvního projektu. PROJEKTY:1. projekt: Návrh kombinačních obvodů pro 4 vstupní proměnné pomocí Karnaughovy mapy, obvodové schéma a praktickárealizace.2. projekt: Operace nad čísly v pevné řádové čárce.

Literatura

Diviš,Z., Chmelíková,Z., Zdrálek,J.: Logické obvody, VŠB - TU Ostrava, 1999Frištacký N.: Logické systémy, ALFA Bratislava,1986Petříková,I.: Logické obvody - příklady, VŠB-TUO, 2001

Požadavky

Žádné

Garant

doc. Ing. Jaroslav Zdrálek, Ph.D.

Vyučující

Ing. Miroslav BurešDr. Ing. Libor GajdošíkIng. Martin HlozákIng. Zdeňka Chmelíková, Ph.D.Ing. Jakub JarošIng. Lukáš KapičákIng. Pavel NevludIng. Radek Novák, Ph.D.Ing. Jiří PavlovskýIng. Iva Petříková, Ph.D.Ing. Karel WitasIng. Ondřej Zbořildoc. Ing. Jaroslav Zdrálek, Ph.D.