اصول طراحی سیستم های دیجیتال
اصول طراحی سیستم های دیجیتال
Fundamental of Digital System Design
زمان شروع دوره: 26 آذر 99
روزها و ساعت های برگزاری دوره: چهارشنبه ها 13 الی 19
محل برگزاری دوره: کارگاه برق دانشگاه صنعتی شریف
برای اطلاع از نحوه ثبت نام در این دوره به 
مراجعه فرمایید.
پیش نیاز های دوره:
پیشنیاز ندارد
استاد: مهندس سید علی شُبَّر
مدرک پایان دوره:
اعطای گواهینامه معتبر دو زبانه پایان دوره
مدت دوره:
48 ساعت
مخاطبین:
تمامی دانشجویان و فارغ التحصیلان رشته مهندسی برق با گرایش الکترونیک، مخابرات، قدرت، و مهندسین کامپیوتر با گرایش سخت افزار و علاقه مندان به فعالیت در حوزه های دیجیتال و طراحی سخت افزارهای دیجیتالی، علاقه مندان به فعالیت در حوزه های پیشرفته تر همچون پردازش سیگنال ( signal processing )، رباتیک، محاسبات حجیم، سیستمهای نهفته (Embedded System) و سیستمهای زمان حقیقی (Real Time).
کاربرد ها، مهارت ها و توانایی های اکتسابی پس از گذراندن دوره:
در انتهای دوره آموزشی دانش‌پذیر قادر به طراحی معماری یک سیستم دیجیتال خواهد بود
این دوره برای کسانی که میخواهند تازه شروع کنند از این جنبه که اصولی و پایه آموزش داده میشود مفید است. در این دوره سعی بر آن است که یک یادگیری اساسی انجام شود و همچنین مطالب تجربی بسیاری در کلاس مطرح میشود که ممکن است در این سرفصل نباشد. این آموزش برای کسانی که بخواهند به هر نحوی سیستم الکترونیکی دیجیتال، طراحی و پیاده سازی نمایند به خصوص در رشته های سیستم های الکترونیک دیجیتال، الکترونیک، سخت افزار، معماری کامپیوتر و مخابرات، پیشنهاد می شود.
معرفی دوره:
کسانی که در این دوره آشنا میشوند بطور کامل با مفاهیم زیر در قالب درس تئوری، آزمایشگاه مجازی (شبیه ساز Proteus) و نیز پیاده سازی این مفاهیم در سخت افزار FPGA آشنا خواهند شد.
آشنایی با مبنای اعداد
آشنایی با گیت های منطقی
آشنایی با مدارت منطقی دیجیتال
آشنایی با انوع مدارات ترکیبی پر استفاده در طراحی معماری سیستم های دیجیتال
آشنایی با مدارات منطقی ترتیبی
آشنایی با شیفت رجیسترها و شمارنده ها و سایر مدارات ترتیبی پر استفاده
آشنایی با معماری سیستم های دیجیتالی مختلف، عناصر، اجزاء و طراحی
آشنایی با معماری ریزپردازنده ها
قابل ذکر است که گذراندن این دوره پیشنیاز شرکت در دوره "آموزش FPGA به زبان VHDL" خواهد بود.
نحوه اجرا: بصورت کاملا عملی و پروژه محور
سرفصل کلی دوره:
- آموزش مبنای اعداد،
اعداد مبنای 10، دودویی، مبنای 8، مبنای 16
اعداد BCD
کد گری و مزایای آن
بیت توازن و کدهای آشکارسازی خطا، کد همینگ، تصحیح یک بیت و تشخیص دو بیت خطا
کدهای ASCII
- مفاهیم بیت، بایت، حافظه، دیتای حافظه، آدرس حافظه، ظرفیت حافظه
- انواع حافظه، RAM، ROM، EPROM، EEPROM، DRAM، DDR، DDR2، DDR3 و ... و کاربردهای هر یک از آنها
- مفاهیم و کاربردهای ADC و DAC و نحوه عملکرد آنها در سیستم های دیجیتال
- سیستم های اعداد منفی (علامت-مقدار، مکمل 1، مکمل 2)
- تفریق به کمک مکمل 2
- جبر بول و گیت های منطقی (تست و شبیه سازی در پروتئوس)، دمورگان، دوگانی، دیاگرام ون، تقدم عملگرها،
- الکترونیک دیجیتال، نحوه ساخت گیتهای منطقی با ترانزیستورها (تعریف زمان تاخیر انتشار بطور مفهومی و تاثیر آن بر طراحی های دیجیتال)
- معرفی تکنولوژی های CMOS و TTL وسطح ولتاژها و طریقه اتصال این IC ها به یکدیگر.
- معرفی انکدر و انکدر اولویت دار، دی کدر، مالتی پلکسر و دی مالتی پلکسر (تست و شبیه سازی در پروتئوس)
- طراحی توابع منطقی دیجیتال (تست و شبیه سازی در پروتئوس)
معرفی جدول درستی (صحت)
پیاده سازی با مجموع مینترم ها
پیاده سازی با استفاده از دیکدرها
پیاده سازی با استفاده از مالتی پلکسرها
پیاده سازی با گیت های NAND و NOR
معرفی حالت بی اهمیت
معرفی بافر
معرفی حالت Hz و بافر 3 حالته و کاربردهای آن در حافظه ها، در باس ها، در پورتهای ورودی-خروجی
- آموزش نحوه مراجعه به دیتاشیت IC های TTL و CMOS
- معرفی PLA، PAL، CPLD ها و FPGA و کاربرد آن
- آموزش زبان VHDL بطور مقدماتی
- آموزش نرم افزار Xilinx ISE
- پیاده سازی مدارات نیم جمع کننده، تمام جمع کننده، جمع کننده چند بیتی (ripple carry، انتشار رقم نقلی و ...)، جمع کننده- تفریق کننده، ضرب کننده، جمع کننده BCD، مقایسه کننده تک بیتی، مقایسه کننده چند بیتی،
- معرفی نمایشگر 7 قسمتی و طراحی مبدل BCD به 7segment
- طراحی ALU و پیاده سازی در پروتئوس و FPGA
- مدارهای منطقی ترتیبی همزمان
انواع فلیپ فلاپها
مدار اساسی فلیپ فلاپ ( فلیپ فلاپ پایه )
فلیپ فلاپ RS
فلیپ فلاپ D
فلیچ فلاپ های JK و T
تریگر گردن یا راه اندازی کردن فلیپ فلاپ ها
فلیپ فلاپ تابع – متبوع (M-S )
فلیپ فلاپ با راه اندازی لبه ای
- تحلیل مدار های ترتیبی با پالس ساعت
جدول حالت
دیاگرام حالت
توابع ورودی فلیپ فلاپ
جداول مشخصه
- مدل میلی و مدل نور
- تخصیص مقادیر دودویی برای حالت ها
- جداول تحریک فلیپ فلاپ ها
فلیپ فلاپ RS
فلیپ فلاپ JK
فلیپ فلاپ D
فلیپ فلاپ T
- روش طراحی با فلیپ فلاپ D
- ثباتها (رجیسترها)،
ثبات با امکان بار شدن موازی
- ثبات شیفت دهنده
ثبات شیفت دهنده دو جهته با امکان بار شدن موازی
- انتقال سریال با استفاده از شیفت رجیستر (مفاهیم باود ریت و ...)
- عمل جمع سری (Serial Adder)
- شمارنده های سنکرون یا همزمان
شمارنده دودویی
شمارنده صعودی – نزولی دودویی
شمارنده BCD
شمارنده دودویی با بار شدن موازی
شمارنده جانسون
- معرفی اجزای یک CPU، شامل رجیسترهای داخلی، شمارنده برنامه، واحد ALU، واحد کنترل، باس آدرس و باس داده و باس کنترل
- معرفی زبان اسمبلی و نحوه اجرای یک برنامه اسمبلی در کامپیوتر
- معرفی وقفه، تابع، استک و مفاهیم مرتبط
برخی از آزمایش های قابل اجرا در کارگاه طراحی سیستم های دیجیتال
- اعداد دودویی و دهدهی
- شمارنده دودویی
- شمارنده BCD
- الگوی خارجی
- سایر شمارش ها
- گیت های منطقی
- جدول درستی
- شکل موج
- تاخیر انتشار
- گیت یونیورسال NAND
- گیت NAND
- ساده کردن توابع بول
- دیاگرام منطقی
- توابع بول
- مکمل تابع
- مدار های ترکیبی
- مثالی از طراحی
- منطق اکثریت
- تولید کننده بیت توازن
- پیاده سازی با دیکدر
- مبدل کد
- تبدیل کد گری به دودویی
- مبدل مکمل 9
- نمایش بر روی لامپ های هفت قسمتی
- طراحی با مولتی پلکسر
- مشخصات طراحی
- جمع و تفریق کننده ها
- مقایسه کننده دو مقدار
- فلیپ فلاپ ها
- مدار های ترتیبی
- شمارنده صعودی – نزولی با فعال ساز
- شمارنده ها
- ثبات شیفت دهنده
- شمارنده حلقوی
- ثبات شیفت دهنده با فیدبک
- ثبات شیفت دهنده دو جهته
- ثبات شیفت دهنده دو جهته ، با بار شدن موازی
- جمع سری
- واحد حافظه
- تست کردن حافظه RAM
- شبیه سازی ROM
- توسعه حافظه
- لامپ هندبال
- تجزیه و تحلیل مدار
- شمردن تعداد باخت ها
- لامپ پینگ پونگ
- تولید کننده پالس ساعت
- طرز کار مدار به عنوان تولید کننده پالس ساعت
- تولید کننده پالس ساعت
- جمع کننده موازی
- ضرب کننده دودویی
- کنترل ثبات ها
- طراحی پروسسور داده
- مدار ترتیبی آسنکرون
- مثال تحلیل
- مثال طراحی
آموزش های مرتبط
