Τίτλος Μαθήματος Λογική Σχεδίαση
Κωδικός Μαθήματος 321-2003
Εξάμηνο 1
ECTS 5
Ώρες (Θεωρία) 3
Ώρες (Εργαστηρίο) 2
Διδάσκοντας 321-2003

Ύλη μαθήματος

Εισαγωγή: Αναλογικά και Ψηφιακά Σήματα, Χρησιμότητα Ψηφιακής Επεξεργασίας και Ψηφιακών Κυκλωμάτων, Εξέλιξη Ψηφιακών Κυκλωμάτων. Ψηφιακά Συστήματα και Δυαδικοί Αριθμοί: Ψηφιακά Συστήματα, Δυαδικοί Αριθμοί, Μετατροπή σε άλλα Συστήματα Αρίθμησης, Οκταδικοί και Δεκαεξαδικοί Αριθμοί, Συμπληρώματα, Προσημασμένοι Δυαδικοί Αριθμοί, Δυαδικοί Κώδικες, Δυαδική Αποθήκευση και Καταχωρητές, Δυαδική Λογική. Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες: Βασικοί Ορισμοί, Αξιωματικός Ορισμός Άλγεβρας Boole, Βασικά Θεωρήματα και Ιδιότητες Άλγεβρας Boole, Συναρτήσεις Boole, Κανονικές και Πρότυπες Μορφές Συναρτήσεων Boole, Άλλες Λογικές Πράξεις, Ψηφιακές Λογικές Πύλες. Ελαχιστοποίηση σε Επίπεδο Πυλών: Η Μέθοδος του Χάρτη, Χάρτες Τριών, Τεσσάρων και Πέντε Μεταβλητών, Απλοποίηση σε Γινόμενο Αθροισμάτων, Συνθήκες Αδιάφορων Τιμών, Υλοποίηση με Πύλες NAND και NOR, Συνάρτηση XOR. Συνδυαστική Λογική: Συνδυαστικά Κυκλώματα, Διαδικασία Ανάλυσης, Διαδικασία Σχεδιασμού, Δυαδικός Αθροιστής-Αφαιρέτης, Δυαδικός Πολλαπλασιαστής, Συγκριτής Μεγέθους, Αποκωδικοποιητές, Κωδικοποιητές, Πολυπλέκτες, Πύλες Τριών Καταστάσεων. Σύγχρονη Ακολουθιακή Λογική: Ακολουθιακά Κυκλώματα, Μανδαλωτές, Flip-Flop, Ανάλυση Ακολουθιακών Κυκλωμάτων με Ρολόι, Ελαχιστοποίηση και Κωδικοποίηση Καταστάσεων, Διαδικασία Σχεδίασης. Καταχωρητές και Μετρητές: Καταχωρητές, Καταχωρητές Ολίσθησης, Μετρητές Ριπής, Σύγχρονοι Μετρητές, Άλλοι Μετρητές.

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα

Οι φοιτητές που ολοκληρώνουν επιτυχώς το μάθημα θα έχουν επιδείξει:
1. Ικανότητα να κατανοούν και να χρησιμοποιούν διαφορετικά συστήματα αρίθμησης, να πραγματοποιούν δυαδική πρόσθεση και αφαίρεση, να χρησιμοποιούν την αναπαράσταση προσημασμένου συμπληρώματος ως προς 1 και να εκτελούν πράξεις με αυτή, να χρησιμοποιούν την αναπαράσταση προσημασμένου συμπληρώματος ως προς 2 και να εκτελούν πράξεις με αυτή.
2. Ικανότητα να κατανοούν τα διαφορετικά θεωρήματα της Άλγεβρας Boole και να τα εφαρμόζουν σε λογικές συναρτήσεις.
3. Ικανότητα να χρησιμοποιούν χάρτες Karnaugh λίγων μεταβλητών (3, 4 και 5) για την απλοποίηση λογικών συναρτήσεων.
4. Ικανότητα κατανόησης της λειτουργίας των βασικών λογικών πυλών (AND, OR, Αντιστροφέα, NAND, NOR, Exclusive-OR, Exclusive-NOR).
5. Ικανότητα να αναλύουν και να σχεδιάζουν συνδυαστικά κυκλώματα χρησιμοποιώντας τις βασικές λογικές πύλες.
6. Ικανότητα κατανόησης της δομής και λειτουργίας των ακόλουθών συνδυαστικών κυκλωμάτων: αθροιστών (με διάδοση αλλά και πρόβλεψη κρατουμένου), αφαιρετών, απλών πολλαπλασιαστών, συγκριτών μεγέθους, κωδικοποιητών/αποκωδικοποιητών, πολυπλεκτών, αποπλεκτών, διαύλων και πυλών τριών καταστάσεων. Θα είναι επίσης ικανοί να τα χρησιμοποιούν για το σχεδιασμό απλών συστημάτων.
7. Ικανότητα να κατανοούν τη λειτουργία και τη χρησιμότητα των μανδαλωτών και των διάφορων flip-flop.
8. Ικανότητα ανάλυσης και σχεδιασμού απλών σύγχρονων ακολουθιακών κυκλωμάτων με λίγα flip-flop.
9. Ικανότητα να κατανοούν ακολουθιακά κυκλώματα όπως καταχωρητές, καταχωρητές ολίσθησης και μετρητές, καθώς και να τα χρησιμοποιούν για το σχεδιασμό απλών συστημάτων.

Προαπαιτούμενα

Δεν απαιτούνται.

Εγχειρίδια του μαθήματος

  1. Ψηφιακή Σχεδίαση, M. Morris Mano, Michael D. Ciletti, 5η έκδοση.
  2. Ψηφιακή Σχεδίαση, Μία συστηματική προσέγγιση, W. J. Dally, R. C. Harting
  3. Ψηφιακή Σχεδίαση: Αρχές και Πρακτικές, John F. Wakerly, 3η έκδοση.

 

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Διαλέξεις, Επίλυση Ασκήσεων με υποδειγματικό τρόπο, εργαστηριακές ασκήσεις.

Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 30 ώρες
Επίλυση Ασκήσεων 12 ώρες
Εργαστηριακές Ασκήσεις 10 ώρες
Προσωπική μελέτη 70 ώρες
Τελική εξέταση 3 ώρες
Σύνολο Μαθήματος 125 ώρες (5 ECTS)

 

Μέθοδοι αξιολόγησης / βαθμολόγησης

Εργαστηριακές ασκήσεις (35%) και γραπτή εξέταση (65%)

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά (Αγγλικά αν υπάρχουν φοιτητές/φοιτήτριες ERASMUS)

Τρόπος παράδοσης μαθήματος

Φυσική παρουσία