Naziv predmeta

Digitalna i mikroprocesorska tehnika

Detalji
Kod
VSITE111
Skr.
DIMT
ECTS
7
Godina
1
Semester
Ljetni semestar
Vrsta
obvezatni
Razina HKO 6
Preddiplomski studij
E-Learning
0%
Aktivnosti
IT zg - Zim 19/20
ECTS
Jedinice
Sati
Svega
P
1.5
15
3
45
A
0.5
15
1
15
L
1
8
3
30
S
0
0
0
0
KA
0
2
1
0
KP
0
3
1
0
PR
0
0
0
0
IP
0
1
1
0
IU
0
1
2
0
SU
4
1
120
120
NastavniciNositelji: mr. sc. Milan Davidović, pred., Tomislav Soldo, pred.
Asistenti: mr. sc. Branko Balon, pred., Stjenka Bojanić, asist. vis. šk., Saša Punčikar, pred., Zoran Radek, pred., Milenko Simić, asist. vis. šk.
PreduvjetiNema
Sadržaj

Digitalne i analogne varijable. Informacija. Kodiranje. Brojevni sustavi. Binarni brojevni sustav. Zbrajanje po modulu. Elementarni logicki sklopovi. Booleova algebra i algebra logike. Booleove funkcije. Minimizacija i realizacija Booleove funkcije logickim vratima. Sklopovi za zbrajanje. Realizacija Booleove funkcije pomocu multipleksera i demultipleksera. Multipleksersko demultiplekserske strukture (ROM). Programabilne logicke strukture. Vremenski odnosi. Bistabili. Sinteza opcih bistabila. Registri, pomacni registri i brojila. Memorije (RAM). Diskretni konacni digitalni automati. Zadavanje i minimizacija. Strukturna sinteza. Programabilni automati. Wilkiesov model. Koncept mikroprogramiranja. Algoritmi. Osnove arhitekture mikroracunala. Procesor. Memorija, memorijski adresni sklop. Ulazno-izlazni sklopovi.

Ciljevi učenja

Opća. Kolegij pruža temeljna znanja Booeleove algebre i teorije automata kao osnovu jezgre računarstva
Posebna. Praktična znanja sinteze kombinacijskih i sekvencijalnih digitalnih sklopova, te programabilnih struktura

Ishodi učenja

1. Koristiti Booleovu algebru i teoriju automata u sintezi kombinacijskih i sekvencijalnih digitalnih sklopova i programabilnih struktura.
2. Poznavati princip djelovanja i izvedbe digitalnih sklopova nižeg, srednjeg i visokog stupnja integracije.
3. Koristiti osnovne mjerne metode u digitalnoj elektronici

Sposobnosti

Kolegij pruža temeljna znanja Booeleove algebre i teorije automata kao osnovu jezgre računarstva, uz praktična znanja sinteze kombinacijskih i sekvencijalnih digitalnih sklopova, te programabilnih struktura

Preporučena literatura

1. Julije Ožegović, Digitalna i mikroprocesorska tehnika, Udžbenik Vsite, Zagreb 2007.
2. Milan Davidović, Hrvoje Divić i Tomislav Soldo: „Digitalna i mikroprocesorska tehnika, Zbirka riješenih zadataka“, VSITE, Zagreb 2011.
3. Julije Ožegović „Digitalna i mikroprocesorska tehnika, Upute za laboratorijske vježbe“, Sveučilište u Splitu, Odjel za stručne studije, Split, 2003.

Dodatna literatura

1. Župan-Tkalić-Kunštić: Logičko projektiranje digitalnih sustava, Školska knjiga, Zagreb, 1984, 1995.
2. Peruško, Glavinić: Digitalni sustavi, Školska knjiga Zagreb 2006.

predavanja (P)
  1. 1. PRIKAZ INFORMACIJA U DIGITALNIM SUSTAVIMA: 1.1. Analogni i digitalni sustavi 1.2. Informacijski volumen i digitalni sustav 1.3. Kodovi i kodiranje
  2. 2. BROJEVNI SUSTAVI 2.1. Poliadski brojevni sustavi 2.2. Izbor brojevnog sustava za digitalne sustave 2.3. Prikaz brojeva binarnim kodovima 2.4. Primjene binarnih kodova
  3. 3. ARITMETIKA PO MODULU 3.1. Definicija sume po modulu kao grupe 3.2. Neutralni element i inverz za sumu po modulu 3.3. Binarni brojevni sustav i suma po modulu 3.4. Primjena drugog komplementa
  4. 4. ELEMENTARNI LOGIČKI SKLOPOVI 4.1. Koncept elementarnih logičkih sklopova 4.2. Klasifikacija digitalnih tehnologija 4.3. Diodna i diodno-tranzistorska logika 4.4. Tranzistorski-tranzistorska logika 4.5. Komplementarna MOS tehnologija 4.6. Primjena elementarnih logičkih sklopova
  5. 5. BOOLEOVA ALGEBRA 5.1. Booleova algebra i algebra logike 5.2. Postulati algebre logike 5.3. Teoremi algebre logike s jednom varijablom 5.4. Teoremi algebre logike s dvije varijable 6. BOOLEOVE FUNKCIJE 6.1. Booleova funkcija kao preslikavanje 6.2. Osnovno zapisivanje i vrste Booleovih funkcija 6.3. Grafički zapis Booleovih funkcija 6.4. Ostali načini zapisa Booleove funkcije
  6. 7. NORMALNI ALGEBARSKI OBLICI 7.1. Algebarski zapis potpunim normalnim oblicima 7.2. Svojstva negirane funkcije 7.3. Minimalni normalni oblici 8. POTPUNI SKUPOVI FUNKCIJA 8.1. Elementarne funkcije 8.2. Potpuni skup funkcija 8.3. Dokazi potpunost za (I, NE) i (NI) 8.4. Dokazi potpunost za (ILI, NE) i (NILI)
  7. 9. MINIMIZACIJA NORMALNIH OBLIKA 9.1. Kriteriji minimizacije 9.2. Osnovni algebarski postupak minimizacije normalnih oblika 9.3. Pomoćni algebarski postupci (proširenja) 9.4. Postupak minimizacije PKNO 10. POSTUPCI MINIMIZACIJE I REALIZACIJA NI I NILI VRATIMA 10.1. Postupak minimizacije Veitchevim dijagramom 10.2. Quinn-McClusky postupak minimizacije 10.3. Harvardski postupak minimizacije 10.4. Minimizacija i realizacija NI vratima 10.5. Minimizacija i realizacija NILI vratima
  8. 11. KOMBINACIJSKI SKLOPOVI SREDNJEG STUPNJA INTEGRACIJE 11.1. Selektor/multiplekser 11.2. Dekoder/demultiplekser 11.3. Enkoder s prioritetom 12. REALIZACIJA BF MULTIPLEKSEROM 12.1. Pristup realizaciji Booleove funkcije multiplekserom 12.2. Realizacija BF multiplekserom za n=m 12.3. Realizacija BF multiplekserom za n>m 12.4. Minimizacija multiplekserskog stabla
  9. 13. REALIZACIJA BF DEMULTIPLEKSEROM 13.1. Pristup realizaciji Booleove funkcije demultiplekserom 13.2. Realizacija BF demultiplekserom za n=m 13.3. Realizacija BF demultiplekserom za n>m 13.4. Minimizacija demultiplekserskog stabla 14. MULTIPLEKSERSKO-DEMULTIPLEKSERSKA (MD) STRUKTURA 14.1. Multipleksersko-demultiplekserska struktura 14.2. Optimalna veličina MD strukture 14.3. Memorije sa samom očitavanjem 15. PROGRAMABILNE LOGIČKE STRUKTURE 15.1. Definicija programabilne logičke strukture 15.2. FPLA (Field Programmable Logic Array) 15.3. GAL (Generic Array Logic) 15.4. CPLD (Complex Programmable Logic Device) i jezici za definiranje sklopovlja (HDL)
  10. 16. SEKVENCIJALNI SKLOPOVI 16.1. Kombinacijski sklopovi 16.2. Sekvencijalni sklopovi 16.3. Kašnjenje i pamćenje 17. RAD SKLOPA U DISKRETNOM VREMENU 17.1. Diskretno vrijeme 17.2. Rad sklopa u diskretnom vremenu 17.3. Sinkroni sklopovi 18. BISTABIL KAO SKLOP 18.1. Osnovni sklop za pamćenje - elementarni RS bistabil 18.2. Sinkronizacija bistabila s diskretnim vremenom 18.3. Bistabil kao funkcionalni blok 18.4. Standardni bistabili
  11. 19. SINTEZA OPĆIH BISTABILA 19.1. Model realizacije općih bistabila 19.2. Metoda rekonstrukcije 19.3. Metoda izjednačavanja 19.4. Metoda za D bistabil 20. SLOŽENI SKLOPOVI S BISTABILIMA 20.1. Registar 20.2. Pomačni registar 20.3. Brojilo
  12. 21. DIGITALNI AUTOMAT 21.1. Sustav s upravljanjem 21.2. Svojstva automata 22. APSTRAKTNI MODEL DIGITALNOG AUTOMATA 22.1. Automat kao petorka 22.2. Zapisivanje automata 22.3. Sinteza automata 23. ZADAVANJE AUTOMATA 23.1. Pristupi zadavanju automata 23.2. Vrste ulazne sekvence 23.3. Postupak zadavanja korak po korak 23.4. Primjena postupka korak po korak 24. EKVIVALENTNOST AUTOMATA 24.1. Odnosi jednakosti među automatima 24.2. Definicija ekvivalentnosti automata 24.3. Definicija ekvivalentnosti stanja 24.4. Nužan i dovoljan uvjet ekvivalencije 24.5. Minimizacija primitivne tablice
  13. 25. STRUKTURNA SINTEZA AUTOMATA 25.1. Model realizacije automata 25.2. Kodiranje automata 25.3. Tablica automata s kodovima 25.4. Sinteza konkretnog automata 26. AUTOMATI I ALGORITMI 26.1. Programabilni automat 26.2. Algoritam 26.3. Turingov stroj
  14. 27. OSNOVNA STRUKTURA MIKRORAČUNALA 27.1. Mikroračunalo i otvoreni sustavi 27.2. Sabirnica mikroračunala 27.3. Uređaji na sabirnici 28. MIKROPROCESOR 28.1. Struktura mikroprocesora 28.2. Kontrola izvršenja programa 28.3. Dobava podataka 28.4. Obrada podataka i programski model računala
  15. 29. MEMORIJA RAČUNALA 29.1. Svojstva memorije računala 29.2. Struktura memorije računala 30. ULAZNO IZLAZNI SKLOPOVI RAČUNALA 30.1. Svojstva U/I sklopova 30.2. Ulazni sklop 30.3. Izlazni sklop
auditorne vježbe (A)
  1. BROJEVNI SUSTAVI 1. Poliadski brojevni sustavi 2. Izbor brojevnog sustava za digitalne sustave 3. Prikaz brojeva binarnim kodovima 4. Primjene binarnih kodova
  2. BOOLEOVA ALGEBRA 1. Booleova algebra i algebra logike 2. Postulati algebre logike 3. Teoremi algebre logike s jednom varijablom 4. Teoremi algebre logike s dvije varijable BOOLEOVE FUNKCIJE 1. Booleova funkcija kao preslikavanje 2. Osnovno zapisivanje i vrste Booleovih funkcija 3. Grafički zapis Booleovih funkcija 4. Ostali načini zapisa Booleove funkcije
  3. NORMALNI ALGEBARSKI OBLICI 1. Algebarski zapis potpunim normalnim oblicima 2. Svojstva negirane funkcije 3. Minimalni normalni oblici POTPUNI SKUPOVI FUNKCIJA 1. Elementarne funkcije 2. Potpuni skup funkcija 3. Dokazi potpunost za (I, NE) i (NI) 4. Dokazi potpunost za (ILI, NE) i (NILI)
  4. MINIMIZACIJA NORMALNIH OBLIKA 1. Kriteriji minimizacije 2. Osnovni algebarski postupak minimizacije normalnih oblika 3. Pomoćni algebarski postupci (proširenja) 4. Postupak minimizacije PKNO
  5. POSTUPCI MINIMIZACIJE I REALIZACIJA NI I NILI VRATIMA 1. Postupak minimizacije Veitchevim dijagramom 2. Quinn-McClusky postupak minimizacije 3. Harvardski postupak minimizacije 4. Minimizacija i realizacija NI vratima 5. Minimizacija i realizacija NILI vratima
  6. POSTUPCI MINIMIZACIJE I REALIZACIJA NI I NILI VRATIMA 1. Postupak minimizacije Veitchevim dijagramom 2. Quinn-McClusky postupak minimizacije 3. Harvardski postupak minimizacije 4. Minimizacija i realizacija NI vratima 5. Minimizacija i realizacija NILI vratima
  7. KOMBINACIJSKI SKLOPOVI SREDNJEG STUPNJA INTEGRACIJE 1. Selektor/multiplekser 2. Dekoder/demultiplekser 3. Enkoder s prioritetom
  8. REALIZACIJA BF MULTIPLEKSEROM 1. Pristup realizaciji Booleove funkcije multiplekserom 2. Realizacija BF multiplekserom za n=m 3. Realizacija BF multiplekserom za n>m 4. Minimizacija multiplekserskog stabla
  9. REALIZACIJA BF DEMULTIPLEKSEROM 1. Pristup realizaciji Booleove funkcije demultiplekserom 2. Realizacija BF demultiplekserom za n=m 3. Realizacija BF demultiplekserom za n>m 4. Minimizacija demultiplekserskog stabla
  10. MULTIPLEKSERSKO-DEMULTIPLEKSERSKA (MD) STRUKTURA 1. Multipleksersko-demultiplekserska struktura 2. Optimalna veličina MD strukture 3. Memorije sa samom očitavanjem PROGRAMABILNE LOGIČKE STRUKTURE 1. Definicija programabilne logičke strukture 2. FPLA (Field Programmable Logic Array) 3. GAL (Generic Array Logic) 4. CPLD (Complex Programmable Logic Device) i jezici za definiranje sklopovlja (HDL)
  11. SINTEZA OPĆIH BISTABILA 1. Model realizacije općih bistabila 2. Metoda rekonstrukcije 3. Metoda izjednačavanja 4. Metoda za D bistabil
  12. SINTEZA OPĆIH BISTABILA 1. Model realizacije općih bistabila 2. Metoda rekonstrukcije 3. Metoda izjednačavanja 4. Metoda za D bistabil
  13. ZADAVANJE AUTOMATA 1. Pristupi zadavanju automata 2. Vrste ulazne sekvence 3. Postupak zadavanja korak po korak 4. Primjena postupka korak po korak EKVIVALENTNOST AUTOMATA 1. Odnosi jednakosti među automatima 2. Definicija ekvivalentnosti automata 3. Definicija ekvivalentnosti stanja 4. Nužan i dovoljan uvjet ekvivalencije 5. Minimizacija primitivne tablice
  14. STRUKTURNA SINTEZA AUTOMATA 1. Model realizacije automata 2. Kodiranje automata 3. Tablica automata s kodovima 4. Sinteza konkretnog automata
  15. AUTOMATI I ALGORITMI 1. Programabilni automat 2. Algoritam 3. Turingov stroj
laboratorijske vježbe (L)
  1. ELEMENTARNI LOGIČKI SKLOPOVI 1. Koncept elementarnih logičkih sklopova 2. Klasifikacija digitalnih tehnologija 3. Diodna i diodno-tranzistorska logika 4. Tranzistorski-tranzistorska logika 5. Komplementarna MOS tehnologija 6. Primjena elementarnih logičkih sklopova
  2. POSTUPCI MINIMIZACIJE I REALIZACIJA NI I NILI VRATIMA 1. Postupak minimizacije Veitchevim dijagramom 2. Quinn-McClusky postupak minimizacije 3. Harvardski postupak minimizacije 4. Minimizacija i realizacija NI vratima 5. Minimizacija i realizacija NILI vratima
  3. REALIZACIJA BF MULTIPLEKSEROM, DEMULTIPLEKSEROM 1. Pristup realizaciji Booleove funkcije multiplekserom, demultiplekserom 2. Realizacija BF multiplekserom, demultipleksero za n=m 3. Realizacija BF multiplekserom, demultiplekserom za n>m 4. Minimizacija multiplekserskog, demultiplekserskog stabla
  4. MULTIPLEKSERSKO-DEMULTIPLEKSERSKA (MD) STRUKTURA 1. Multipleksersko-demultiplekserska struktura 2. Optimalna veličina MD strukture 3. Memorije sa samom očitavanjem PROGRAMABILNE LOGIČKE STRUKTURE 1. Definicija programabilne logičke strukture 2. FPLA (Field Programmable Logic Array) 3. GAL (Generic Array Logic) 4. CPLD (Complex Programmable Logic Device) i jezici za definiranje sklopovlja (HDL)
  5. SINTEZA OPĆIH BISTABILA 1. Model realizacije općih bistabila 2. Metoda rekonstrukcije 3. Metoda izjednačavanja 4. Metoda za D bistabil SLOŽENI SKLOPOVI S BISTABILIMA 1. Registar 2. Pomačni registar 3. Brojilo
  6. STRUKTURNA SINTEZA AUTOMATA 1. Model realizacije automata 2. Kodiranje automata 3. Tablica automata s kodovima 4. Sinteza konkretnog automata
  7. MIKROPROCESOR 1. Struktura mikroprocesora 2. Kontrola izvršenja programa 3. Dobava podataka 4. Obrada podataka i programski model računala ULAZNO IZLAZNI SKLOPOVI RAČUNALA 1. Svojstva U/I sklopova 2. Ulazni sklop 3. Izlazni sklop
  8. MIKROPROCESOR 1. Struktura mikroprocesora 2. Kontrola izvršenja programa 3. Dobava podataka 4. Obrada podataka i programski model računala ULAZNO IZLAZNI SKLOPOVI RAČUNALA 1. Svojstva U/I sklopova 2. Ulazni sklop 3. Izlazni sklop
kolokvij - zadaci (KA)
  1. Sinteza kombinacijskih struktura. Na kolokviju student rješava tri zadatka. Za prolaznu ocjenu svaki zadatak treba biti ocijenjen s najmanje 25%, a ukupni broj postignutih bodova treba biti 50%.
  2. Sinteza sekvencijalnih struktura.Na kolokviju student rješava tri zadatka. Za prolaznu ocjenu svaki zadatak treba biti ocijenjen s najmanje 25%, a ukupni broj postignutih bodova treba biti 50%.
kolokvij - teorija (KP)
  1. Jedinice predavanja 1-7 (poglavlja 1-10). Student dobiva po jedno pitanje iz svakog poglavlja slučajnim odabirom. Na 8 od 10 pitanja treba biti odgovoreno s barem 25%, a ukupno za prolaznu ocjenu treba postići 40% bodova.
  2. Jedinice predavanja 8-11 (poglavlja 11-20). Student dobiva po jedno pitanje iz svakog poglavlja slučajnim odabirom. Na 8 od 10 pitanja treba biti odgovoreno s barem 25%, a ukupno za prolaznu ocjenu treba postići 40% bodova.
  3. Jedinice predavanja 12-15 (poglavlja 21-30). Student dobiva po jedno pitanje iz svakog poglavlja slučajnim odabirom. Na 8 od 10 pitanja treba biti odgovoreno s barem 25%, a ukupno za prolaznu ocjenu treba postići 40% bodova.
ispit - zadaci (IP)
  1. Sinteza kombinacijskih i sekvencijalnih struktura. Na ispitu zadataka student rješava tri zadatka. Za prolaznu ocjenu svaki zadatak treba biti ocijenjen s najmanje 25%, a ukupni broj postignutih bodova treba biti 50%.
ispit - teorija (IU)
  1. Jedinice predavanja 1-15 (poglavlja 1-30). U ispitnom roku semestra studenti polažu dijelove gradiva koje nisu položili na međuispitima teorije. Uvjet za konačnu pozitivnu ocjenu je pozitivna ocjena iz testova predavanja, pozitivna ocjena laboratorijskih vježbi, pozitivna ocjena kolokvija ili ispita zadataka i pozitivna ocjena međuispita (kolokvija) teorije. Ocjena(%)=(0,05P+0,05A+0,1L+0,2(Z1+Z2)/2+0,6(M1 + M2 +M3)/3) P - ocjena tjednih testova predavanja izražena u postocima A - ocjena tjednih testova auditornih vježbi izražena u postocima L - ocjena iz laboratorijskih vježbi izražena u postocima, Z1, Z2 - bodovi na međuispitima zadataka izraženi u postocima. M1, M2, M3 - bodovi na međuispitima teorije izraženi u postocima. Studenti koji imaju pozitivnu ocjenu laboratorijskih vježbi, a ne polože ispit preko međuispita (kolokvija), polažu u ispitnom roku semestra ili u jesenkom popravnom roku cjelokupno gradivo preko ispita zadataka i usmenog ispita teorije. Na ispitu zadataka student rješava tri zadatka odabranih slučajnim odabirom iz cjelokupnog gradiva. Za prolaznu ocjenu svaki zadatak treba biti ocijenjen s najmanje 25%, a ukupni broj postignutih bodova treba biti 50%. Na ispitu teorije student rješava 10 pitanja iz poglavlja 1 – 30 odabrana slučajnim odabirom. Na 8 od 10 pitanja treba biti odgovoreno s barem 25%, a ukupno za prolaznu ocjenu treba postići 40% bodova. Konačna se ocjena utvrđuje na sljedeći način: Postotak Ocjena 50% do 62,5% dovoljan (2) 62,5% do 75% dobar (3) 75% do 87,5% vrlo dobar (4) 87,5% do 100% izvrstan (5)
samostalno učenje (SU)
  1. testovi i kolokviji, konzultacije, samostalni rad u laboratoriju i samostalno učenje