Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Cyfrowe układy elektroniczne II
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IEL-1-307-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Dąbrowska-Boruch Agnieszka (adabrow@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Dąbrowska-Boruch Agnieszka (adabrow@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Jamro Ernest (jamro@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie zasady działania podstawowych funkcji logicznych oraz sposobu ich realizacji w układach cyfrowych EL1A_W10 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie propagacji sygnału cyfrowego w rzeczywistych układach, oraz w jaki sposób realizowana jest konwersja sygnału cyfrowego na analogowy lub analogowego na cyfrowy EL1A_W05, EL1A_W10 Egzamin,
Kolokwium
M_W003 Student zna i rozumie zasadę działania złożonych układów cyfrowych takich jak pamięci czy też układy programowalne EL1A_W05, EL1A_W10 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Potrafi wykorzystać poznane metody projektowania układów cyfrowych a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania cyfrowych układów elektronicznych EL1A_U03, EL1A_U06 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi zaprojektować, przeprowadzić symulację podstawowych układów cyfrowych, zbudować, uruchomić i przetestować zaprojektowany układ cyfrowy EL1A_U12, EL1A_U10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi sformułować specyfikację prostych systemów cyfrowych, porównać rozwiązania projektowe cyfrowych układów elektronicznych ze względu na zadane kryteria użytkowe i ekonomiczne (pobór mocy, szybkość działania, koszt) EL1A_U09, EL1A_U10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Student potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji zadania EL1A_U14 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną, potrafi podporządkować się zasadom pracy w zespole oraz ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania EL1A_K04 Zaangażowanie w pracę zespołu
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie zasady działania podstawowych funkcji logicznych oraz sposobu ich realizacji w układach cyfrowych + - + + - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie propagacji sygnału cyfrowego w rzeczywistych układach, oraz w jaki sposób realizowana jest konwersja sygnału cyfrowego na analogowy lub analogowego na cyfrowy + - + + - - - - - - -
M_W003 Student zna i rozumie zasadę działania złożonych układów cyfrowych takich jak pamięci czy też układy programowalne + - + + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi wykorzystać poznane metody projektowania układów cyfrowych a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania cyfrowych układów elektronicznych - - + + - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaprojektować, przeprowadzić symulację podstawowych układów cyfrowych, zbudować, uruchomić i przetestować zaprojektowany układ cyfrowy - - + + - - - - - - -
M_U003 Potrafi sformułować specyfikację prostych systemów cyfrowych, porównać rozwiązania projektowe cyfrowych układów elektronicznych ze względu na zadane kryteria użytkowe i ekonomiczne (pobór mocy, szybkość działania, koszt) + - + + - - - - - - -
M_U004 Student potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji zadania - - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną, potrafi podporządkować się zasadom pracy w zespole oraz ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania - - + + - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Układy kombinacyjne II (5h)
Fizyczna realizacja funktorów (rodzaje, technologia wykonania, parametry, charakterystyki), wybrane układów kombinacyjne i arytmetyczne, hazardy w układach kombinacyjnych

2. Układy sekwencyjne II ¬(8h)
Rodzaje i parametry układów sekwencyjnych (przerzutniki, liczniki, rejestry), wyścigi logiczne.

3. Pamięci (5h)
Rodzaje pamięci, ich budowa i zasada działania: ROM/RAM, SRAM/DRAM. Typowy przebieg zapisu i odczytu pamięci asynchronicznej i synchronicznej. Pamięci dwuportowe. Pamięci specjalizowane: FIFO (First-In First-Out, LUT (Look Up Table). Realizacja pamięci za pomocą języka opisu sprzętu.

4. Przetworniki Analogowo-Cyfrowe i Cyfrowo-Analogowe (6h)
Parametry przetworników analogowo-cyfrowych i cyfrowo-analogowych. Architektura i zasada działania podstawowych przetworników: z rezystorami wagowymi, drabinka R-2R (C-2C), łańcuchem rezystorów, Flash, z pojedynczym i podwójnym całkowaniem, kompensacyjnym, PWM, sigma-delta.

5. Układy Programowalne (6h)
Budowa i zasada działania układów PLA, PAL oraz układów FPGA. Sposoby realizacji logiki kombinacyjnej oraz sekwencyjnej w układach PLD. Podstawowe moduły wbudowane w układy FPGA i ich użycie w języku opisu sprzętu.

Ćwiczenia projektowe:

1. Wprowadzenie do komputerowego projektowania
Edycja schematu układu cyfrowego i kodu w języku opisu sprzętu. Symulacja układu cyfrowego, wprowadzanie wymuszeń, wyświetlanie wyników symulacji. Synteza i implementacja przykładowego projektu na konkretnej platformie sprzętowej.

2. Układy kombinacyjne
Projekt, symulacja i implementacja w układach FPGA wylosowanego układu kombinacyjnego lub arytmetycznego.

3. Liczniki i rejestry
Projekt, symulacja i implementacja w układach FPGA wylosowanego układu licznika lub rejestru.

4. Automaty
Projekt, symulacja i implementacja w układach FPGA wylosowanego układu automatu (FSM).

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Bramki
Pomiar tabeli prawdy podstawowych bramek. Pomiar parametrów statycznych i dynamicznych bramek. Rodzaje bramek i metody ich łączenia. Zjawisko hazardu.

2. Przerzutniki
Pomiar tabeli prawdy i przejść przerzutników. Pomiar parametrów dynamicznych przerzutników. Wyścig logiczny. Licznik synchroniczny i asynchroniczny.

3. Pamięci
Projekt, symulacja i implementacja w układach FPGA wylosowanego modułu pamięci.

4. Przetworniki AC i CA
Pomiar wybranych parametrów przetwornika cyfrowo-analogowego. Zapoznanie się z zasadą działania (obserwacja przebiegów czasowych) przetworników drabinka R-2R, PWM oraz Sigma-Delta.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 146 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 45 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 14 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 15 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Udział w ćwiczeniach projektowych 14 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium, ćwiczeń projektowych oraz egzaminu.
Ocena końcowa jest średnią (śr) ważoną ocen z laboratorium (30%), ćwiczeń projektowych (30%) oraz egzaminu (40%).
Ocena końcowa OK jest równa
OK = śr (jest zaokrąglana w górę do połowy stopnia) – pod warunkiem, że student uzyskał wszystkie zaliczenia w pierwszym terminie.
OK = śr (jest zaokrąglana w dół do połowy stopnia) – pod warunkiem, że student uzyskał zaliczenia w drugim terminie.
OK = 3.0 – pod warunkiem, że student uzyskał zaliczenie w trzecim terminie (do średniej wliczane są wtedy oceny niedostateczne z terminu 1 i 2 – w takim wypadku średnia ocena w najbardziej optymistycznym wariancie będzie mniejsza od oceny 3.5)

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Brak

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Materiały zamieszczone na stronie www.fpga.agh.edu.pl/tc, www.wikipedia.org (szczególnie wersja angielska) i inne linki podane na wykładzie.
A. K. Maini, Digital Electronics, Principle, Devices and Applications, Wiley, Indie, 2007
F. Vahid Digital Design, USA, Wiley 2007
S. Sławiński – Technika impulsowa
S. Kuta, Elementy i układy elektroniczne. Cz. II
J. Kalisz, Podstawy elektroniki cyfrowej (wydanie trzecie)
M. Łakomy, J. Zabrodzki, Cyfrowe układy scalone

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak