TIE-50100 Digitaalisuunnittelu, 5 op
Digital Design
Vastuuhenkilö
Timo D. Hämäläinen
Opetus
| Toteutuskerta | Periodi | Vastuuhenkilö | Suoritusvaatimukset |
| TIE-50100 2017-01 | 1 - 2 |
Timo D. Hämäläinen Sakari Lahti |
Vaadittu määrä osasuorituspisteitä PC- ja teoriaharjoituksista sekä hyväksytysti suoritettu tentti. |
Osaamistavoitteet
Kurssin jälkeen opiskelija pystyy pienehkön järjestelmän tekstimuotoisen spesifikaation perusteella suunnittelemaan järjestelmän digitaalisen toteutuksen. Opiskelija osaa nimetä ja kuvata sekä käyttää eri suunnittelunkuvaustapoja (portit, totuustaulut, tilakaaviot, HDL) digitaalisen järjestelmän suunnittelussa. Opiskelija muistaa että digitaalisen järjestelmän voi suunnitella eri suunnittelunkuvaustapoja tai niiden yhdistelmää käyttäen sekä osaa valita sopivan kuvaustavan kullekin järjestelmän osalle. Opiskelija osaa käyttää EDA-työkalujen perusominaisuuksia digitaalipiirien suunnitteluun ja simulointiin valmiiksiannettujen testipenkkien avulla.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Synkronisen logiikan määrittely, suunnittelu ja analyysi. Aikakäsite. Suunnittelun abstraktiotason vaikutus suunnitteluun. | Suunnittelun jakaminen Y-mallin mukaan toiminnallisuuteen, alustaan ja näiden yhdistämiseen. Suunnittelun hierarkiatasot. | |
| 2. | Kombinatoriset verkot. Kaksi- ja useampitasoiset porttiverkot. Kriittinen polku. Porttiverkon tasot. | Viiveiden muodostuminen kytkennässä. Tekijät, jotka vaikuttavat portin kykyyn ajaa kuormaa. | |
| 3. | Sekventiaaliset verkot. Mealyn ja Mooren tilakoneet. Tilakoneiden muunnokset. Sekventiaalisten verkkojen ajoitusparametrit. Kellotaajuuden määrittäminen. | Laajennetut tilakoneet paikallisten ja globaalien apumuuttujien avulla. | Ekvivalenttiset tilakoneet. |
| 4. | Standardilohkot. Useiden lohkojen liittäminen yhteen väylärakenteilla. Data- ja kontrolliosan erottaminen. Järjestelmän suunnittelu RTL-tasolla. | Hajautettu ja keskitetty arbitrointi. Ohjelmoitavan laitteen perusrakenne. Rinnakkaisuuden hallinta. | |
| 5. | FPGA-piirin rakenne. Käyttö digitaalisuunnittelussa. Käytännön harjoituksia suunnittelutehtävillä, joita tarvitaan työelämässä. Suunnittelu- ja simulointiohjelmistojen käyttö. | FPGA-piirin resurssien hallinta ja suunnittelun sijoittelu. FPGA-kehitysalustat ja niiden laajennusmahdollisuudet. | FPGA-piirin käyttö itse tehtynä mikroprosessorina. Simulaattorit. |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
Kurssin arvosana määräytyy tentin ja osasuorituspisteiden perusteella. Hallittuaan ydinaineksen hyvin opiskelijalla on mahdollisuus läpäistä kurssi arvosanalla 3. Arvosana 4 ja 5 on mahdollista saavuttaa syvällisellä perehtymisellä opintojakson sisältöön. Harjoituksista annettavat ylimääräiset osasuorituspisteet korottavat hyväksytyä tenttiarvosanaa maksimissaan yhdellä numerolla.
Arvosteluasteikko:
Arvosteluasteikko on numeerinen (0-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Lisätiedot | Tenttimateriaali |
| Kirja | Introduction to Digital Systems | Ercegovac, Lang, Moreno | 0471527998 | Ei | ||
| Luentokalvot | Hämäläinen, Haavisto | Jaetaan kurssin edetessä | Kyllä |
Esitietovaatimukset
| Opintojakso | P/S | Selite |
| TIE-05100 Johdatus digitaalitekniikkaan | Pakollinen | 1 |
| TST-01100 Johdanto tietotekniikkaan | Pakollinen | 1 |
1 . Valittava jompikumpi.
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| TIE-50100 Digitaalisuunnittelu, 5 op | TIE-50106 Digital Design, 5 op | |
| TIE-50100 Digitaalisuunnittelu, 5 op | TKT-1202 Digitaalisuunnittelu, 5 op |