Marmara Üniversitesi
Marmara Üniversitesi Eğitim-Öğretim Bilgi Sistemi

Lisans - Mühendislik Fakültesi - Elektrik-Elektronik Mühendisliği (İngilizce)

Müfredat Adı Ders Kodu Ders Adı Ders Türü Dönem AKTS Teorik Uygulama
2020 Elektrik ve Elektronik Mühendisliği (İngilizce) EE2003 Digital Design Zorunlu 3 7,00 3 2

Dersin İçeriği

Dersin Amacı

Bu dersin amacı, öğrencilere mantık devreleri ve donanım tanımlama araçlarını kullanarak dijital sistemleri tasarlama, analiz etme ve uygulama konusunda temel bilgi ve pratik beceriler kazandırmaktır.

Öğrenim Türü

-

Dersin İçeriği

Dijital Sistemlere Giriş Sayı Sistemleri ve Kodlar Boole Cebri ve Mantık Kapıları Boole Fonksiyonlarının Basitleştirilmesi Kombinasyonel Mantık Tasarımı Aritmetik Devreler ve Karşılaştırıcılar MSI ve LSI Bileşenleri Sıralı Mantığın Temelleri Mandallar ve Flip-Floplar (SR, D, JK, T) Sıralı Devre Tasarımı Sayıcılar ve Kayıtçılar Bellek ve Programlanabilir Mantık Aygıtları HDL'ye Giriş (VHDL/Verilog) Final Projesi Sunumları ve Ders Değerlendirmesi Öğrenci proje gösterileri Temel tasarım ilkelerinin ve sistem entegrasyon kavramlarının gözden geçirilmesi

Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları

Sayı sistemleri, Boole cebiri, mantık sadeleştirme, kombinasyonel ve ardışık devre tasarımı konularını kapsayan eğitmen liderliğindeki oturumlar. Simülasyon araçları (örneğin Logisim ve Vivado) ve donanım kartları (örneğin FPGA) kullanılarak haftalık laboratuvar oturumları. Öğrenciler, teorik kavramları pekiştirmek için dijital devreler tasarlar, simüle eder ve uygular. Gerçek dünya dijital sistemlerini (örneğin trafik ışığı kontrol cihazı, otomat, dijital saat) içeren tasarım projeleri (bireysel veya ekip tabanlı). Haftalık konuların anlaşılmasını değerlendirmek için kısa sınavlar ve sınıf içi problem çözme. Vize ve final değerlendirmelerinde teorik sınavlar ve pratik değerlendirmelerin (laboratuvar performansı veya tasarım projeleri) birleşimi.

Staj Durumu

Yok

Dersin Sunulduğu Dil

İngilizce

Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar

Logic and Computer Design Fundamentals, Global Edition 4th and 5th Editions by  M. Morris Mano, Charles R. Kime, Tom Martin & Thomas Kaminski Digital Design: With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog 6th Edition by M. Morris Mano, Michael Ciletti  Digital Design: Principles and Practices, 5th edition, Published by Pearson (July 14, 2021) © 2018, John F. Wakerly

Dersin Web Sayfası

https://onlinesorular.com (Moodle tabanlı olup, tüm ders materyalleri buradan paylaşılmaktadır.)

Öğrenme Çıktıları

  • Öğrenciler sayı sistemlerinin, Boole cebirinin, mantık kapılarının ve kombinasyonel devre tasarımının prensiplerini açıklayabilecekler.
  • Öğrenciler, Karnaugh haritaları ve mantık en aza indirme teknikleri gibi araçları kullanarak kombinasyonel mantık devrelerini tasarlayabilecek, basitleştirebilecek ve uygulayabilecekler.
  • Öğrenciler, flip-floplar, sayaçlar ve kaydediciler dahil olmak üzere sıralı devreleri inşa edip analiz edebilecek ve bunların zamanlama davranışlarını tanımlayabileceklerdir.
  • Öğrenciler VHDL veya Verilog gibi donanım tanımlama dillerini kullanarak dijital sistemleri modelleyebilecek, simüle edebilecek ve doğrulayabilecekler.
  • Öğrenciler, kombinasyonel ve ardışık modülleri daha büyük dijital sistemlere entegre edebilecek ve bunları programlanabilir mantık aygıtları (örneğin FPGA) kullanarak uygulayabilecekler.

Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği

Hafta Teorik
1 Dijital Sistemlere Giriş. Analog ve Dijital Sinyaller ve Sistemler. Dijital sistemler ve uygulamalarına genel bakış. İkili sayılar, sayı sistemleri.
2 İkili Kodlama (BCD, Excess-M, Gray, ASCII, Unicode). Parite. İşaretli Sayı Gösterim Yöntemleri. İşaretli Sayılarla Aritmetik İşlemler.
3 Kombinasyonel Mantık Devreleri: Kapı Devreleri ve Boole Denklemleri. İkili Mantık ve Kapılar, Boole Cebri ve Standart Formlar
4 Boole Cebiri Kullanılarak İki Seviyeli Devre Optimizasyonu ve Karnaugh Haritalarına (K-haritası) Giriş
5 Karnaugh Haritaları (K-haritası) Manipülasyonu Kullanarak Fonksiyon Minimizasyonu. 5 Değişkenli K-Haritaları. Önemsiz Koşullar. Çok Seviyeli Devre Optimizasyonu
6 Ek Kapılar ve Devreler. Diğer Kapı Tipleri. Özel VEYA Operatörü ve Kapıları. Yüksek Empedanslı Çıkışlar.
7 Dijital Tasarımda Basit Kombinasyonel Devreler için VHDL'ye Giriş
8 Arasınav
9 Teknoloji Haritalama: NAND-NOR uygulaması, Kod çözücüler, Kodlayıcılar, Çoklayıcılar, Çoklayıcılar, Aritmetik Fonksiyonlar ve Kombinasyonel devre tasarım örnekleri.
10 Sıralı devreler, Tutucular, Flip floplar, Sonlu durum makineleri
11 Sonlu durum makineleri, Sıralı devre tasarımı. Mealy ve Moore makinelerinin uygulanması
12 Sıralı Mantık için VHDL ve VHDL'de İleri Konular
13 Kayıtlar, kaydırma kayıtları, seri dijital sistemler. Bellek ve programlanabilir mantık
14 ROM & RAM
15 Hardware Çarpıcılar, Algoritmik Durum Makinaları
16 Tasarım Alanı ve Yayılma Gecikmesi ve Zamanlaması: Yayılma Gecikmesi, Gecikme Modelleri, Maliyet/Performans Dengelemeleri, Flip-Flop Zamanlaması, Devre ve Sistem Düzeyinde Zamanlama
17 Asenkron Etkileşimler: Etkileşim Türleri, Kombinasyonel Tehlikeler, Senkronizasyon, Metastabilite, Senkron Devre Tuzakları