Proiectare digitalaC0
-
Upload
tht-wolfeschlegel-vlad -
Category
Documents
-
view
66 -
download
2
description
Transcript of Proiectare digitalaC0
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
1(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
1Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
ELECTRONICĂDIGITALĂ
Dan NICULA
Universitatea TRANSILVANIA din Braşov
Departamentul de Electronică şi Calculatoare
www.DanNicula.ro/ed
E-mail [email protected]
URL www.DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
2Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Informaţii administrative
• Sem. 4 (anul 2):
– 4 Curs + 2 Seminar [orar/săli], 5 credite
• Sem. 5 (anul 3):
– 2 Laborator
• Specializări:
– Electronică Aplicată + Telecomunicaţii
• Legături cu alte cursuri:
– Microprocesoare şi microcontrollere
– Arhitectura şi organizarea calculatoarelor
– Proiectarea circuitelor integrate
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
2(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
3Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Pagina de prezentare curs: DanNicula.ro/edU
niv
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
4Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Evaluare
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
3(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
5Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
A T E N Ţ I O N Ă R I
• Slide-urile nu sunt “suport de curs”. Slide-urile sunt “suport pentru
prelegeri”.
– Luaţi notiţe în timpul cursului. Notiţele proprii sunt cea mai utilă resursă
pentru pregatirea examenului.
– Rezolvaţi probleme publicate în cărţile recomandate la bibliografie şi alte
cărţi cu acelaşi subiect.
• Se recomandă alocarea unui timp de studiu în timpul semestrului.
– Acordaţi disciplinei minim 30 minute săptămânal.
• Subiectele de examen sunt originale. Pentru rezolvare este
necesară experienţă dobandită prin exerciţiu şi învătare.
– Nu pierdeţi timpul cu realizarea materialelor folosite în scop de copiere.
Folosiţi timpul pentru exerciţii diverse.
• Puteți acumula 3 puncte din 10 înainte de examen.
• Fiţi activi!eseu
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
6Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Capitole
0. Introducere în lumea digitalăI. Suportul logic al Electronicii Digitale (ED)
II. Proiectarea Circuitelor Logice Combinaţionale (CLC)
III. Proiectarea Circuitelor Logice Secvenţiale (CLS)
IV. Proiectarea Circuitelor Integrate Digitale (CID)
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
4(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
7Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Bibliografie
• G. Toacşe, D. Nicula Electronică Digitală Dispozitive, Circuite, Proiectare(I), Verilog HDL(II), ISBN 973-31-2270-X, 973-31-2268-8
Ed. Tehnică, 2005. [III 19116]
• Dan Nicula, ELECTRONICĂ DIGITALĂ - Carte de învățătură,
Editura Universității Transilvania din Brașov, 2012, ISBN 978-606-19-
0086-2 [CD.508], DanNicula.ro/ed_ci
• B. Wilkinson Electronică Digitală Bazele proiectării, Ed. Teora,
ISBN 973-20-0296-4 2002, [III 17879]
• R.S. Sandige Digital Design Essentials, ISBN 0-201-47689-4,
Prentice Hall, 2002
• M. Morris Mano, C. R. Kime Logic and Computer Design
Fundamentals, 3/E. ISBN: 0-13-140539-X, Prentice Hall, 2004,
Companion web site
• M. Morris Mano Digital Design, 3/E. ISBN: 0-13-062121-8, Prentice
Hall, 2002 Companion web site
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
8Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Bibliografie
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
5(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
9Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
BibliografieU
niv
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
10Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Laborator (anul 3, semestrul 1)
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
6(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
11Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Recomandare
• How it’s made?
• How do they do it?
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
12Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
0. Introducere în lumea digitală
• De ce “Electronică digitală”?
– Control
– Calcul
• Digital/Analogic, Discret/Continuu
• Limbaje de descriere hardware (HDL - Hardware Description
Languages)
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
7(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
13Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
I. Suportul logic al Electronicii Digitale
• Reprezentarea numerelor. Sisteme de numeraţie. Coduri
• Aritmetică binară– Reprezentarea numerelor întregi
– Adunarea/scăderea numerelor binare
• Algebra Booleană– Axiome şi teoreme
– Funcţii logice
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
14Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
II. Proiectarea Circuitelor Logice
Combinaţionale• Reprezentarea circuitelor combinaţionale
– Tabele de adevăr
– Forme canonice/standard
– Diagrame V-K. Minimizarea funcţiilor logice
• Analiza CLC
– Porţi logice
– Hazard combinaţional
• Sinteza CLC
• CLC particulare
– Codificator/decodificator
– Multiplexor/demultiplexor
– Sumator/scăzator
– Comparator
– Memoria ROM
– Dispozitive programabile
– ALU/Multiplicator
• Aplicaţii cu CLC
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
8(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
15Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
III. Proiectarea Circuitelor Logice
Secvenţiale• Circuite logice secvenţiale
– Structură– Clasificare (Mealy, Moore)
• Circuite “cu memorie”
• Automate sincrone
– Reprezentare (organigramă, graf de tranziţii, tabel ASM)
– Codificarea stărilor
– Diagrame temporale
– Power-on reset (POR)
– Model HDL
• Analiza CLS
• Sinteza CLS
• CLS particulare
– Registre
– Numărătoare
– Modelare HDL
– Memoria RAM (porţi în 3 stări)
– Dispozitive programabile
• Aplicaţii cu CLS: exemple de proiectare
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
16Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
IV. Proiectarea Circuitelor Integrate Digitale
• Tehnologii de realizare a CID
– CMOS
• Poarta de transmisiune
• Inversor
• Porţi logice
• Bistabile
– TTL
• Poarta open-collector
– Alte tehnologii
• Metodologia de proiectare top-down
• HDL Verilog
• Structuri de memorii
• Aplicaţii de proiectare
– De la schemă la HDL
– De la HDL la schemă
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
9(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
17Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
StartU
niv
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
18Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Capitole
0. Introducere în lumea digitalăI. Suportul logic al Electronicii Digitale (ED)
II. Proiectarea Circuitelor Logice Combinaţionale (CLC)
III. Proiectarea Circuitelor Logice Secvenţiale (CLS)
IV. Proiectarea Circuitelor Integrate Digitale (CID)
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
10(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
19Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
0. Introducere în lumea digitală
• 0.1 De ce “Electronică digitală”?
– 90% din piaţa de circuite integrate sunt digitale
– Legea lui Moore: “Numărul de elemente de comutare integrate dintr-un
circuit se dublează la aproximativ 1.5-2 ani.”
– Esenţa realizării calculatoarelor
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
20Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Gordon Moore - fondator şi CEO Intel
• Gordon Moore
• Andy Grove
• Robert Noyce
eseu
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
11(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
21Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
0.2 Digital/Analogic, Discret/Continuu
• Informaţie: densitate, relevanţă, corelaţie
• Compactare/stocare/restaurare
• Semnale. Imunitate la zgomot
Analogic
Digital Asincron
Digital Sincron
Timp
Continuu în valoare şi
timp
Discret în valoare,
continuu în timp
Discret în valoare,
discret în timp
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
22Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
0.3 Limbaje de descriere hardware
(HDL - Hardware Description Languages)
• VHDL şi Verilog
• Gestionarea complexităţii
• Modelare şi simulare
• Suport pentru metodologia de proiectare
• Istoria HDL eseu
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
12(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
23Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Ce reprezintă schema?U
niv
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
24Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Diagrame temporale
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
13(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
25Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Model HDL (Verilog)U
niv
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
26Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Simulare
Universitatea TRANSILVANUA din
Brașov
28.01.2013
14(C) 2013 DanNicula.ro
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
27
V-am pierdut pe drum?
Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA
Univ
ers
itate
a T
RA
NS
ILV
AN
IA d
in B
raşov,
Cate
dra
de E
lectr
on
ică ş
i C
alc
ula
toare
-E
lectr
on
ică D
igita
lă,
2013
28
Testarea cunoștințelor
Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA