Technologické základy počítačů

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Studenti si osvojí teoretické základy číslicových a analogových obvodů a základní metody práce s nimi. Studenti se dozvědí, jak vypadají struktury počítače na nejnižší úrovni. Seznámí se s funkcí tranzistoru. Pochopí, proč se procesor zahřívá, proč je ho potřeba chladit a jak spotřebu snížit. Čím je omezena maximální frekvence a jak ji zvýšit. Proč je potřeba sběrnici počítače impedančně přizpůsobit a co se stane v opačném případě. Jak principiálně vypadá napájecí zdroj počítače. Na cvičeních studenti chování základních elektrických obvodů modelují v SW Mathematica.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Základní elektrické veličiny (napětí, proud).

2. Základní prvky elektronických obvodů (rezistor, kondenzátor, cívka).

3. Základní polovodičové součástky (dioda, tranzistor).

4. Boolská logika, základní boolské funkce, logické úrovně 0 a 1 v číslicových systémech.

5. Základní logické prvky (hradla, klopné obvody, multiplexery, budiče).

6. Struktury logických hradel v technologii CMOS.

7. Energie a výkon v číslicových systémech.

8. Principy přenosu dat, sběrnice, paralelní, sériové, asynchronní a synchronní přenosy.

9. Volatilní a nevolatilní paměti, principy a vlastnosti.

10. Programování hardwaru, konfigurovatelné obvody FPGA, integrované obvody ASIC a SoC.

11. Fourierovy řady, spektrum signálu, harmonický ustálený stav, impedance.

12. Homogenní vedení. Zpoždění signálů v číslicových systémech. Symetrická vedení, asymetrická vedení.

13. Měření v číslicových systémech (osciloskop, logický analyzátor, spektrální analyzátor).

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: