Лабораторія цифрового дизайну

1. Вступ

1-0 Вступ. Література

Література та ресурси зі схемотехніки та мови опису апаратури Verilog

Відео: https://youtu.be/sd2uNJEIAOI

1-1 Класифікація. Логічні рівні

Класифікація цифрових мікросхем. Логічні рівні ТТЛ та КМОН.

Відео: https://youtu.be/36xFvZUceXE

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1lRJPPc4NPHryT5LrmNjQ1ezXL-Lm13FD/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true

1-2 Логічні елементи НІ, І, АБО, І НІ, АБО НІ, Виключне АБО

Таблиці істинності логічних елементів. Часові параметри логічних елементів. У відео використано довідник LOGIC Pocket Data Book компанії Texas Instruments. 

Відео: https://youtu.be/-Uyl98H9MjA

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/18TktHTI5ar19RUZ9dzRAaV2KzEmRqydi/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

1-3 Схемотехніка логічних елементів

Схемотехніка логічних елементів КМДП логіки: НІ, 2-І, 2-АЛЕ. Схеми з третім станом.

Відео: https://youtu.be/C7sd7pedfzs

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1G1QhPEnQUJyq4RkjshZFO5mmG0DC-8OZ/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true

2. Комбінаційні пристрої

2-1 Дешифратори 

Схемотехніка дешифраторів та приклади їх застосування

Відео: https://youtu.be/OGyb-kh6EhE 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1TGYx0FpiMJdkYoGNSvB2WfLj1xHb6SNs/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

2-2 Мультиплексори

Схемотехніка мультиплексорів. 

Відео: https://youtu.be/WE7rkpodljY 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1Eq3pnYAydmnE3HIbbEiC9khdBcTPwGb1/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

2-3 Буферні елементи

Буферні елементи 244 (АП5) та 245 (АП6). 

Відео: https://youtu.be/ph3Flj5CbdQ 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/10tkXEkjAoFXFJ8SgnVccQEYE-TyWJcNn/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

3. Послідовністні пристрої

3-1 Таблиці істинності тригерів 

Таблиці істинності та принципи роботи тригерів: D, JK, RS, T. Тригер Шмітта.

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1X0cvvihdJj9q3rDVztPlZpkrkZ1vD61g/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

Відео:

3-1-1 RS-тригер https://youtu.be/yrMNwk5C8Fc

3-1-2 D-тригер https://youtu.be/rp_xzqpJ-Hc

3-1-3 JK-тригер https://youtu.be/0w86aCWP_Q0

3-1-4 T-тригер https://youtu.be/BE7SkwcdneM

3-1-5 Тригер Шмітта https://youtu.be/QMiOdnPgCqk

3-2 Часові параметри тригерів. Метастабільний стан

Відео: https://youtu.be/7IghYwVYaIY 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1d6oLAIUvzou2GxLT0xA2Yx_S14JY6JlY/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

3-3 Схемотехніка тригерів

3-3-1 Схемотехніка RS та D тригера, що працює по рівню 

Відео: https://youtu.be/CdU0Y1V99Bg 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1ma9IZSGA0SSbdWhj_MOvhmDk3ofWV6oY/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

3-3-2 Продовження про D тригер, JK-тригер

Відео: https://youtu.be/ULAYG229JFE 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1ma9IZSGA0SSbdWhj_MOvhmDk3ofWV6oY/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true

3-4 Схемотехніка регістрів

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1NLVw5K6IqijeaK8R3pmPpvREEV2VLZbG/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

3-4-1 Схемотехніка регістрів  Паралельний регістр

Реалізація паралельного регістру (Paralel-in Paralel-out, PIPO). Часові діаграми роботи.

Відео: https://youtu.be/c1nxaw33z2Y 

3-4-2 Схемотехніка регістрів.  Послідовні регістри SISO та SIPO

Реалізація регістрів зсуву з послідовним входом та послідовним виходом (serial in — serial out — SISO) та  з послідовним входом та паралельним виходом (Serial-in Paralel-out, SIPO).

Відео: https://youtu.be/Ocb5ohp8O5Y 

3-4-3 Схемотехніка регістрів. Послідовний регістр PISO

Реалізація регістрів зсуву з паралельним/послідовним входом та послідовним виходом (Paralel-in Serial-out, PISO). Часові діаграми роботи.

Відео: https://youtu.be/aJju3wc99PU 

3-4-4 Приклади застосування регістрів: паралельно-послідовне перетворення та регістровий файл

Відео:  https://youtu.be/eI-INpwyObk 

3-6 Лічильники

3-6-1 Лічильник з асинхронним переносом. Синхронні лічильники з послідовним та паралельним переносом.

Відео: https://youtu.be/SbN7OZu1dLE 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1nGc7E0qsjLiOhrYY6WjYkY1J_JW2Chlc/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

3-6-2 Лічильники. Приклади. Робота з інтегральним лічильником ИЕ7

Відео: https://youtu.be/0YoUtoHyJyU 

3-6-3. Лічильник Грея

Код Грея та переход з двійкового коду у код Грея та зворотній переход. Схемотехніка лічильника Грея.

Відео: https://youtu.be/NPbfZt16nvE 

3-6-4 Кільцьовий лічильник (Ring counter)

Кільцьовий лічильник (Ring Counter) — принципи роботи, схемотехніка кільцьового лічильника, часові діаграми роботи.

Відео: https://youtu.be/jAaBxY4t-RQ

3-6-5 Лічильник Джонсона (Johnson Counter)

Лічильник, що працює у коді Джонсона (Johnson Counter). Порівняння його з кільцьовим лічильником. Схемотехніка лічильника Джонсона та його часові діаграми.

Відео: https://youtu.be/duA5SefUraY

3-7 Лічильники з довільним коефіцієнтом рахування

Реалізація лічильників з довільним коефіцієнтом рахування на прикладі десяткового лічильника (BCD, MOD10).

Відео: https://youtu.be/e5UUAnOd4Cc 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1svzXPoB-KP5xN8un_CWR9Tm9G4aVuo3C/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

3-8 Кінцеві автомати

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/12IWrjOx8q0mtgoq0HQBEdTQFPoqmTpo6/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

3-8-1 Кінцеві автомати. Мілі і Мура, графи та таблиці

Кінцеві автомати (Finite State Machine, FSM) Мілі та Мура. Графи кінцевих автоматів, таблиці переходів та виходів.

Відео: https://youtu.be/kLTS8-5LpZI  

3-8-2 Кінцеві автомати. Приклад керування світлофором з Харріс і Харріс

Приклади графів кінцевого автомата. 

Приклад кінцевого автомата керування світлофором з книги Харріс і Харріс «Цифрова схемотехніка та архітектура комп’ютера»

Відео: https://youtu.be/VGNuqYzgBoc 

3-8-3 Кінцеві автомати. Кодування станів

Кодування станів кінцевого автомата: двійковий код, код Грея, код Джонсона, one hot.

Відео: https://youtu.be/MG9J540AjCg 

3-8-4 Кінцеві автомати. Приклад аналізу вхідної послідовності з Харріс і Харріс

Приклади графів кінцевого автомата. 

Приклад кінцевого автомата аналізу вхідної послідовності з книги Харріс і Харріс «Цифрова схемотехніка та архітектура комп’ютера».

Відео: https://youtu.be/JvXh40EmDRs 

3-8-5 Кінцевий автомат.  Більш складний приклад керування світлофором

Приклад кінцевого автомата керування світлофорами на перехресті з пішохідним переходом.

Граф кінцевого автомата, таблиці переходів та виходів. 

Відео: https://youtu.be/_6sk2HfZHyE 

4. Пам’ять

4-1 Мікросхеми пам’яті. Класифікація.

Література, класифікація мікросхем пам’яті.

Відео: https://youtu.be/rABVMKChaec

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1xcsr5j6HgDzUqjbQShxF1f0KjWhksJWK/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

4-2 Мікросхеми пам’яті ПЗП

Принцип організації накопичувача в постійній енергонезалежній пам’яті. Масочні, одноразово стираємі, репрограмовані ПЗП. Комірка з плаваючим затвором.

Відео: https://youtu.be/L9DfqoH8_Sc

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1gHczfaM76ysyypwv951z_VR9z4AOu1be/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

4-3 Мікросхеми Flash пам’яті

Комірка Flash пам’яті. Накопичувачі типу NAND та NOR.

Відео: https://youtu.be/ghDwY3t93OM 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1059Htceb53rzH98UvMvM4k-UPk_LUdf8/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

4-4 Мікросхеми пам’яті. Статична оперативна пам’ять

Статична оперативна пам’ять. 6-ти транзисторна схема комірки. Порівняння площі кристалу з побудовою на регістрах.

Відео: https://youtu.be/fWe098hB3YE 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1Y36bh5p5GHebRaavA_nPDEzZL-Hws7cX/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

4-5 Мікросхеми пам’яті. Динамічна пам’ять

Принцип побудови комірки динамічної пам’яті. Регенерація, мультиплексування адреси. Приклад побудови SDRAM мікросхеми. Режими її роботи.

Відео: https://youtu.be/v8xWkDA2mA8

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1ym2T0bnxQ7DydInzuDgKB1inO12zj49D/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

4-6 Створення оперативної пам’яті об’ємом 1Кх8 в Quartus Prime

Практичне заняття. Створення модуля статичної пам’яті в пакеті Quartus з розташуванням її у вбудованій пам’яті ПЛІС

Відео: https://youtu.be/6CNq6PMG3HQ 

4-7 Двохпортова пам’ять в пакеті Quartus Prime

Практичне заняття. Створення модуля двухпортової пам’яті в пакеті Quartus з розташуванням її у вбудованій пам’яті ПЛІС

Відео: https://youtu.be/El2FPVI8KA4 

7. ПЛІС

7-1 Ринок мікросхем програмованої логіки

Загальна класифікація мікросхем програмованої логіки. Ринок ПЛІС. Лекція від 02.04.2021

Відео: https://youtu.be/ngOIgK9YaMA 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1NHeW9HCxn2QmZAMCY5NNtL8SV7tlJY_n/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

7-2 Порівняння мікросхем FPGA та CPLD 

Порівняння архітектур мікросхем FPGA та CPLD.

Відео: https://youtu.be/-HnyRKxkmnA 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1rleBYfJXu-b43UZ8U5g86Zs5Lgu_Q4Ic/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

7-3 Архітектура мікросхем FPGA

Архітектура мікросхем FPGA. Лекція від 02.04.2021

Відео: https://youtu.be/EUjKiVAXDAE 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1uKDCPKaQ4pPyh5gkqgDEWKHK6OTr6qu2/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true 

7-3-2 Архітектура мікросхеми MAX10 компанії Intel

Архітектура та області застосування мікросхеми MAX10. Лекція від 09.04.2021

Відео: https://youtu.be/6LPOtefi83M 

Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/19j3MeVV2nJf9eC1tP3v0FLzCbvzfcv_B/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true