Λογική Σχεδίαση

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΛογική Σχεδίαση / Logic Design
Κωδικός005
ΣχολήΠολυτεχνική
ΤμήμαΗλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Κύκλος / Επίπεδο1ος / Προπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή
Υπεύθυνος/ηΑλκιβιάδης Χατζόπουλος
ΚοινόΌχι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID600000952

Πρόγραμμα Σπουδών: Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 461
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚΟΡΜΟΣΥποχρεωτικό115

Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΛογική Σχεδίαση
Ακαδημαϊκό Έτος2018 – 2019
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Class ID
600130473
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
  • Υποβάθρου
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Γενικού Υποβάθρου
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
1. Φυσική Λυκείου. 2. Βασικές γνώσεις Λυκείου επάνω στον ηλεκτρισμό και τα ηλεκτρονικά κυκλώματα. 3. Βασικές γνώσεις πληροφορικής λυκείου.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
1. Κατανόηση των βασικών και προχωρημένων εννοιών, συναρτήσεων, κυκλωμάτων, δια-τάξεων και συστημάτων που περιγράφονται στην ενότητα "Περιεχόμενο μαθήματος". 2. Στη συνέχεια, η σχεδίαση μικρών πρακτικών ψηφιακών διατάξεων, γνωστών από την καθημερινότητα και τη βιομηχανία, όπως το ψηφιακό ρολόι και το ξυπνητήρι με ραδιόφωνο, το κύκλωμα οργάνωσης σειράς προτεραιότητας πελατών σε τράπεζες, του ελέγχου πρόσβασης (πόρτας) με κωδικό και με συναγερμό, του ελέγχου στροφών κινητήρων, τα κυκλώματα αριθμομηχανών για άθροιση αριθμών, πολλαπλασιασμό και διαίρεση τους, της μετάδοσης δορυφορικών δεδομένων και κινητής τηλεφωνίας με διόρθωση σφαλμά-των από παρεμβολές και θερμικό ή και ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο, και πολλά άλλα.
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Σχεδιασμός και διαχείριση έργων
  • Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα
  • Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
  • Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος

ΘΕΩΡΙΑ:
Συστήματα Αριθμών, μετατροπές μεταξύ αριθμητικών συστημάτων, πράξεις, αρνητικοί αριθμοί, κώδικες ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων. Αλγεβρα Boole, αξιώματα και θεωρήματα, συναρτήσεις και οι κανονικές μορφές τους. Ελαχιστοποίηση λογικών συναρτήσεων, Πίνακες Karnaugh, αλγόριθμος Quine-McCluskey. Λογικές Πύλες BUF, NOT, AND, OR, NAND, NOR, EXOR, πύλες 3-καταστάσεων. Κυκλώματα FF (Flip-Flop), τύποι SR-, JK-, D- και T-FF, Master-Slave JK-FF. Χρονοκυκλώματα. Απαριθμητές, ασύγχρονοι και σύγχρονοι. Καταχωρητές, PIPO, SIPO, PISO, SISO, FIFO. Κωδικοποιητές και αποκωδικοποιητές. Πολυπλέκτες και αποπολυπλέκτες. Μνήμες RAM και ROM/PROM, βασική αρχιτεκτονική, σήματα ελέγχου κατά την εγγραφή και ανάγνωση δεδομένων, καταχωρητές μνήμης στο υπολογιστικό σύστημα. Αριθμητικά Κυκλώματα, αθροιστές, πολλαπλασιαστές, Αριθμητική-Λογική Μονάδα ALU, συγκριτές αριθμών. Γράφοι Αριθμητικών Υπολογισμών και τα αντίστοιχα τους κυκλώματα. Κυκλώματα RTL (Register-Transfer Level) και DSP (Digital Signal Processing - κατατοπιστικά, πολύ γενικά). Διάδρομος BUS, υπολογισμός γράφου, χρόνο-πολυπλεξία TDM σε διάταξη BUS (Time-Division Multiplexing), εκτίμηση χρόνου υπολογισμών. Αρχιτεκτονική Crossbar. Διαδρομή Δεδομένων (Data Path) και Διαδρομή Ελέγχου (Control Path). Βασική Υπολογιστική Μηχανή, τράπεζα καταχωρητών (register bank) και αρχείο καταχωρητών (register file), υπολογιστικός πυρήνας (core), επεξεργαστής (processor), ελεγχτής (controller), υπολογιστής (computer), προγραμματιζόμενος λογικός ελεγχτής PLC (Programmable Logic Controller).

ΑΣΚΗΣΕΙΣ:
1. Ασκήσεις επάνω στην κλασική λογική σχεδίαση (το πρώτο μέρος της θεωρίας). 2. Σχεδίαση απλών υπολογιστικών διατάξεων Διαδρομής Δεδομένων και Διαδρομής Ελέγχου.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ:
1. Λογικές Πύλες. 2. Μονοσταθής και Ασταθής Πολυδονητής με το Χρονοκύκλωμα 555. 3. Flip-Flops και ασύγχρονοι απαριθμητές. 4. Σύγχρονοι απαριθμητές, Κωδικοποιητής BCD σε LED 7-τμημάτων, Πολυπλέκτες.
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Διαφάνειες
  • Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις311,0
Εργαστηριακή Άσκηση240,8
Φροντιστήριο311,0
Εξετάσεις642,1
Σύνολο1505
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση διάρκειας 180 λεπτών
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Συμπερασματική)
  • Εργαστηριακή Εργασία (Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. Ι. Μ. Κοντολέοντος, "Ανάλυση & Σχεδίαση Ψηφιακών Κυκλωμάτων", Εκδόσεις Ι. Μ. Κοντολέον, 2004, ISBN 960-630-056-0. 2. Wakerly, "Ψηφιακή Σχεδίαση: Αρχές και Πρακτικές", (3η Έκδοση), Εκδόσεις Κλειδάριθμος ΕΠΕ, 2004, ISBN: 960-209-728-0. 3. Ρουμελιώτης, Σουράβλας, "Ψηφιακή Σχεδίαση, Αρχές και Εφαρμογές", Εκδόσεις Α.Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., 2012, ISBN:978-960-418-388-3.
Τελευταία Επικαιροποίηση
17-06-2018