Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
EME-1-402-s
Name:
Digital electronic circuits 2
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Microelectronics in industry and medicine
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Szczygieł Robert (robert.szczygiel@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Szczygieł Robert (robert.szczygiel@agh.edu.pl)
dr inż. Kasiński Krzysztof (kasinski@agh.edu.pl)
dr inż. Otfinowski Piotr (potfin@agh.edu.pl)
Module summary

Moduł obejmuje tematy związane z podstawami budowy systemów cyfrowych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Ma świadomość szybkości postępu techniki co ma wpływ na konieczność ciągłego dokształcania się. ME1A_K01 Completion of laboratory classes,
Activity during classes
M_K002 Potrafi pracować z zespole i odpowiadać za swoją pracę. Streszcza i przedstawia w sposób zrozumiały a jednocześnie profesjonalny wyniki pracy. ME1A_K03, ME1A_K04, ME1A_K06 Execution of a project,
Report,
Scientific paper,
Activity during classes
Skills
M_U001 Samodzielnie konstruuje, uruchamia i testuje prosty układ logiczny złożony z elementów dyskretnych. Przygotowuje dokumentację i prezentację na temat zrealizowanego projektu. ME1A_U25, ME1A_U14, ME1A_U16, ME1A_U03, ME1A_U20, ME1A_U12, ME1A_U19, ME1A_U17, ME1A_U13, ME1A_U11, ME1A_U09, ME1A_U04, ME1A_U24, ME1A_U23 Execution of laboratory classes,
Execution of a project,
Activity during classes
Knowledge
M_W001 Zna budowę i właściwości podstawowych cyfrowych bloków funkcjonalnych i dyskretnych elementów cyfrowych w technologii CMOS. ME1A_W08, ME1A_W06, ME1A_W13 Execution of laboratory classes,
Execution of a project,
Examination,
Activity during classes
M_W002 Opisuje budowę i zasadę działania prostego mikroprocesora ME1A_W08, ME1A_W06, ME1A_W07, ME1A_W13 Execution of laboratory classes,
Execution of a project,
Examination,
Activity during classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Ma świadomość szybkości postępu techniki co ma wpływ na konieczność ciągłego dokształcania się. + - + + - - - - - - -
M_K002 Potrafi pracować z zespole i odpowiadać za swoją pracę. Streszcza i przedstawia w sposób zrozumiały a jednocześnie profesjonalny wyniki pracy. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Samodzielnie konstruuje, uruchamia i testuje prosty układ logiczny złożony z elementów dyskretnych. Przygotowuje dokumentację i prezentację na temat zrealizowanego projektu. - - + + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna budowę i właściwości podstawowych cyfrowych bloków funkcjonalnych i dyskretnych elementów cyfrowych w technologii CMOS. + - + + - - - - - - -
M_W002 Opisuje budowę i zasadę działania prostego mikroprocesora + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Tematyka wykładu obejmuje:

  1. Programowalne układy logiczne.
  2. Analiza czasowa układów sekwencyjnych.
  3. Protokół PS2, UART.
  4. Układy sekwencyjne, maszyny stanów skończonych.
  5. Refaktoryzacja maszyn stanów skończonych.
  6. Mikrokod.
  7. Mikroarchitektura procesora jednocyklowego ARM.
  8. Przetwarzanie potokowe.
  9. Interfejsy i pamięci.
  10. Układy logiki przełączanej. Bramki CMOS.
  11. Podstawy przetwarzania C/A i A/C
  12. Układy asynchroniczne

Laboratory classes:

Zajęcia obejmują programowanie układów FPGA (Basys3) przy pomocy oprogramowania Xilinx Vivado.
Tematyka zajęć:

  1. Obsługa interfejsu VGA.
  2. Rysowanie obiektów na ekranie.
  3. Poruszanie obiektami na ekranie, obsługa myszy PS2.
  4. Obsługa pamięci ROM, wyświetlanie grafik.
  5. Obsługa czcionek.
  6. Obsługa UART.
  7. Projekt mikroprocesora.

Project classes:

Samodzielne opracowanie, symulacja i implementacja wybranej funkcjonalności logicznej z wykorzystaniem platformy Basys3 i oprogramowania Xilinx Vivado (np. prostej gry wideo). Opracowanie sprawozdania i przygotowanie prezentacji/filmu dotyczących zrealizowanego projektu.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 146 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Participation in project classes 28 h
Examination or Final test 2 h
Participation in laboratory classes 28 h
Participation in lectures 28 h
Preparation for classes 10 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Completion of a project 40 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Aby uzyskać zaliczenie z laboratorium należy zaliczyć wszystkie ćwiczenia laboratoryjne. Ocena z laboratorium jest wyznaczana na podstawie uzyskanych punktów z kolokwiów zgodnie z regulaminem studiów.
Aby uzyskać zaliczenie z projektu należy zrealizować założenia projektu oraz przygotować sprawozdanie i prezentację.

Aby uzyskać zaliczenie z przedmiotu należy uzyskać pozytywną ocenę z laboratorium , projektu i z egzaminu. Ocena końcowa jest wyznaczana na podstawie średniej oceny z laboratorium i egzaminu.

Prerequisites and additional requirements:

- podstawy elektroniki cyfrowej zgodnie z modułem “Układy Elektroniki Cyfrowej I”

Recommended literature and teaching resources:

1. Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals, 11th edition, Pearson, 2015
2. David M. Buchla, Douglas A. Joksch, Experiments in Digital Fundamentals, 11th edition, Pearson, 2015
3. Verilog Quickstart: A Practical Guide to Simulation and Synthesis in Verilog (Kluwer international series in engineering and computer science ; SECS 667)
4. David Money Harris, Sarah L. Harris, Digital Design and Computer Architecture, Morgan Kaufmann, 2012.
5. Józef Kalisz, Podstawy Elektroniki Cyfrowej, WKŁ, 2002.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  1. G. W. Deptuch, G. Carini, T. Collier, P. Grybos, P. Kmon, R. Lipton, P. Maj, D. P. Siddons, R. Szczygiel, and R. Yarema, “Results of Tests of Three-Dimensionally Integrated Chips Bonded to Sensors,” IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 62, no. 1, pp. 349–358, Feb. 2015
  2. G. W. Deptuch, G. Carini, P. Grybos, P. Kmon, P. Maj, M. Trimpl, D. P. Siddons, R. Szczygiel, and R. Yarema, “Design and Tests of the Vertically Integrated Photon Imaging Chip,” IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 61, no. 1, pp. 663–674, Feb. 2014.
  3. P. Maj, “FPGA based extension to the multichannel pixel readout ASIC,” in 2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2013 NSS/MIC), 2013, pp. 1–4.
  4. G. W. Deptuch, G. Carini, P. Enquist, P. Grybos, S. Holm, R. Lipton, P. Maj, R. Patti, D. P. Siddons, R. Szczygiel, and R. Yarema, “Fully 3-D Integrated Pixel Detectors for X-Rays,” IEEE Trans. Electron Devices, pp. 1–1, 2015.
Additional information:

None