Στόχος Μαθήματος

Οι στόχοι αυτού του μαθήματος είναι:

•        Στόχος αυτού του μαθήματος είναι η αναλυτική μελέτη και κατανόηση των βασικών αρχών που αφορούν την ψηφιακή λογική.

•        Η μελέτη και κατανόηση των αρχών λειτουργίας των Ψηφιακών συστημάτων και κυκλωμάτων, των παραμέτρων τους, τον σχεδιαστικών περιορισμών τους και των τεχνολογιών υλοποίησης και σχεδίασης τους.

•        H αναλυτική μελέτη και λεπτομερής κατανόηση των αρχών που διέπουν τον σχεδιασμό κυκλωμάτων συνδυαστικής και ακολουθιακής λογικής καθώς και ο βέλτιστος σχεδιασμός τους και οι διάφορες παράμετροι υλοποίησης τους. 

•        Η κατανόηση  των συσκευών προγραμματιζόμενης λογικής με έμφαση στα FPGAs

•        H ανάλυση και σχεδίαση απαριθμητών (σύγχρονων και ασύγχρονων) και καταχωρητών.

•        H αναλυτική μελέτη και λεπτομερής κατανόηση του τρόπου σχεδιασμού Διαγραμμάτων Καταστάσεων και υλοποίησης των αντιστοίχων Μηχανών Καταστάσεων FSM.

•        H αναλυτική μελέτη και  λεπτομερής κατανόηση της λειτουργίας των βασικών τύπων μνήμης RAM (SRAM,DRAM) και ROM. 

•        Να παρέχει στους φοιτητές τα θεμέλια για πιο προηγμένα μαθήματα υλικού.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στο τέλος αυτού του μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν κατανοήσει τις βασικές αρχής της ψηφιακής λογικής (Δυαδικό σύστημα, Άλγεβρα Boole, Λογικές πύλες κ.α), και των βασικών χαρακτηριστικών της Ψηφιακής τεχνολογίας (κυκλώματα, Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων (ICs) κα.)

Επιπλέον θα έχουν κατανοήσει τις βασικές αρχές, παραμέτρους και περιορισμούς της σχεδίασης αλλά και της υλοποίησης ψηφιακών συστημάτων και κυκλωμάτων καθώς και τον τρόπο αποτίμησης και σύγκρισης των διάφορων σχεδιασμών και υλοποιήσεων.

Επίσης οι φοιτητές θα έχουν αποκτήσει τις απαραίτητες γνώσεις για την ανάλυση, σχεδίαση και βελτιστοποίηση ψηφιακών συστημάτων έχοντας εντρυφήσει στον σχεδιασμό συνδυαστικών και ακολουθιακών κυκλωμάτων αλλά και στον σχεδιασμό Μηχανών Καταστάσεων FSM.

Επιπλέον θα έχουν κατανοήσει τις βασικές αρχές των διαφόρων συσκευών προγραμματιζόμενης λογικής και κυρίως των FPGA.

Επιπρόσθετα θα είναι ικανοί να σχεδιάζουν μετρητές και καταχωρητές ανάλογα με τις ανάγκες των εφαρμογών. Τέλος θα γνωρίζουν τη λειτουργία των βασικών τύπων ημιαγωγικών μνημών (RAMs, ROMs) και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγή: Ψηφιακά κυκλώματα, Αριθμητικά Συστήματα: Δεκαδικά, Δυαδικά, Δεκαεξαδικά, Αριθμητικές πράξεις, Θετικοί και Αρνητικοί αριθμοί, Άλγεβρα Boole: Πράξεις, νόμοι και κανόνες, απλοποιήσεις, κανονικές μορφές, πίνακες αληθείας, Πίνακες Karnaugh.Λογικές πύλες: TTL, Τεχνολογία Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων. Συνδυαστική Λογική Ανάλυσης: Σχεδιασμός κυκλωμάτων, Σχεδιασμός με την χρήση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή (CAD). Βασικές πράξεις (functions) Συνδυαστικής Λογικής: Πρόσθεση, Αφαίρεση, Πολυπλέκτες, Κωδικοποιητές, Αποκωδικοποιητές και άλλα κυκλώματα. Κυκλώματα Προγραμματιζόμενης Λογικής: ROMs, PLAs, PALs, CPLDs, FPGAs. Κυκλώματα Ακολουθιακής Λογικής: Μανδαλωτές, Flip Flops, εφαρμογές. Σχεδιασμός μηχανών καταστάσεων (Finite State Machines): Κυκλώματα Mealy και Moore. Καταχωρητές: Μεταφορά καταχωρητών, απαριθμητές, εφαρμογές. Μνήμες: SRAMs, DRAMs, Flash, Επέκταση μνήμης.