Popis předmětu - AE0B35SPS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
AE0B35SPS Computer Systems Structures Rozsah výuky:3+2L
Garanti:  Role:P,V Jazyk výuky:EN
Vyučující:  Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13135 Kreditů:6 Semestr:Z

Anotace:

The subject introduces into basic hardware structures of computer systems, into their design and architecture. It explains technical background of classic computer systems but also special computer for digital and logic control.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: AE0B35SPS

Cíle studia:

Introduction into computers systems and basic constructions of computers peripherials.

Osnovy přednášek:

1. Synthesis of combinational logic circuits. Hazards in logic circuits.
2. Introduction into HDL languages for design of circuits for computers
3. Minimization of logic functions. Combinational circuits used in computers - multiplexors, demultiplexors, decoders, comparators, adders. Their descriptions in HDL language.
4. Programmable logic circuits PLD, GAL, iPLSI, XILINX. Their descriptions in HDL language.
5. Event driven systems and finite automaton as its mathematical model. Design and minimization of synchronous and asynchronous automata.
6. Sequential logic systems. Synthesis of asynchronous sequential systems as combinational circuits with feedback. RS, JK a D circuits.
7. Synthesis of sequential logic circuits with clock and circuits used in computers: binary and decade counters, Gray counters, shift registers, interrupt controllers. Examples of HDL descriptions.
8. From automata to processors. Fix and programmable controller. Automaton with micro program. Microprocessor. Instruction cycles. Classic architecture of CPU, bus, memory. von Neumannova, Harvard and modified Harvard architecture.
9. Structure of CPU, data and address registers, counter of instructions, stack pointer, types of instructions, address modes in linear addres space.
10. Machine code of general processor. Basic instructions.
11. Structure and hierarchy of memory: Cache as an associative memory, operational memory, secondary memories (hard drives), fragmentation of memory. Reliability of memories.
12. Interrupts and exceptions. Sources of interrupts, external interrupts, interrupt vectors, interrupts from timers, interrupts generated by CPU and controllers of memory bus.
13. Different width of addresses generated by CPU and physical memory. Mapping of memory, paging, segmentation. Protection of memory, DMA transfers.
14. Differences of industrial programmable controlles (PLC) from classic computers: Structer of PLCs, their properties and methods of programming.

Osnovy cvičení:

1. Introduction, safety rules in laboratory, organization.
2. Minimization of maps, demonstration of design in HDL language.
3. Design in HDL, part II.
4. Examples of HDL uses and programming of PLD circuits.
5. Independent work - design of counter.
6. Independent work - Code lock.
7. Written test.
8. Design of controllers and its description in HDL language.
9. Independent work - Simple automaton I.
10. Independent work - Simple automaton II.
11. Independent work - Small controller I.
12. Independent work - Small controller II.
13. Independent work - Small controller III.
14. Credits. Tests repetitions.

Literatura:

1. Mano, M. Morris: Digital Design, 4/E, Prentice Hall 2007, ISBN-10: 0131989243
2. Sasao, Tsutomu: Switching Theory for Logic Synthesis, Springer 1999, 376 p., Hardcover, ISBN: 978-0-7923-8456-4
3. Hachtel, G. D., Somenzi, F., Logic Synthesis and Verification Algorithms, Kluwer Academic. 1996.
4. DeMicheli G., Synthesis and Optimization of Digital Circuits, McGraw-Hill, 1994.
5. P. Ashar, S.Devadas, and A.R. Newton, Sequential Logic Synthesis, Kluwer Academic Publishers, Boston, 1992, Chapters 3 - 5.

Požadavky:

Boolean algebra, logic circuits Stránky předmětu: https://moodle.dce.fel.cvut.cz/

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 21p+6l

Webová stránka:

https://moodle.dce.fel.cvut.cz/course/view.php?id=5

Klíčová slova:

computers, hardware, logic circuits, automata, HDL

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BEKME_BO Před zařazením do oboru V 3
BEKME5 Komunikace a elektronika V 3
BEKME4 Síťové a informační technologie V 3
BEKME3 Aplikovaná elektronika V 3
BEKME2 Multimediální technika V 3
BEKME1 Komunikační technika V 3
BEKYR1 Robotika P 3
BEKYR3 Systémy a řízení P 3
BEKYR_BO Před zařazením do oboru P 3
BEKYR2 Senzory a přístrojová technika P 3
BEEEM1 Aplikovaná elektrotechnika V 3
BEEEM_BO Před zařazením do oboru V 3
BEEEM2 Elektrotechnika a management V 3
BEOI1 Počítačové systémy P 3
BEOI3 Softwarové systémy P 3
BEOI_BO Před zařazením do oboru P 3
BEOI2 Informatika a počítačové vědy P 3


Stránka vytvořena 22.10.2018 05:48:07, semestry: Z,L/2020-1, L/2017-8, L/2019-20, Z,L/2018-9, Z/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.