Sayısal Devreler ve Sistemler (EE 203*) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Sayısal Devreler ve Sistemler EE 203* Güz 3 2 0 4 8.5 Ön Koşul Ders(ler)i - Dersin Dili Dersin Türü Dersin Seviyesi Ders Verilme Şekli Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri İngilizce Zorunlu Bölüm Dersleri Lisans Yüz Yüze Anlatım, Deney Dersin Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i Yrd. Doç. Dr. Kemal Efe Eseller Dersin Asistanı Dersin Amacı Sayısal mantık devrelerinde temel kavramların tanıtılması, birleşimsel devrelerin incelenmesi, sıralı devrelerin incelenmesi, analiz ve sentezlerinin yapılması, test edilerek doğrulanmaları, deney yapma ve etkin rapor hazırlama
Dersin Eğitim Çıktıları Dersin İçeriği Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler; Onluk, ikili, onaltılık, ve sekizlik sitemler arasında dönüşüm yapabilir. İşaretsiz ve ikiye tümleyen iki sayı sistemlerinde toplama ve çıkartma yapabilir İşaretsiz ve ikiye tümleyen iki sayı sistemlerinde toplama ve çıkartma yapabilir(1,5) Basit birleşimsel devreleri çözümleyebilir ve aşğıdakileri kullanarak basit devreler tasarlayabilir: Mantık kapıları, Programlanır mantik cihazları, Kodlayıcı, kodçözücüler, Çoğullayıcı ve çoğollama çözücüler, ROM ve Programlanır mantık dizileri(1,3,5) Aritmetik devreleri çözümleyebilir veaşağıdakileri kullanak tasarlayabilir, Yarı toplayıcı, tam toplayıcı, Yarı çıkarıcı, tam çıkarıcı(1,3,5) Verilog donanım tanımlama dilini kullanarak birleşimsel devreleri, yapısal ve davranışsal biçimlerde, tanımlayabilir(1,2,3,5) Basit sıralı devreleri çözümleyebilir, özellik tablosu, durum tablosu, durum çizelgesi, durum enküçültme yöntemi yardımıyla ve aşağıdakileri kullanarak tasarlayabilir, Birleşimsel devreler, Kapanlar, Kayan yazmaçlar, sayaçlar, RAM(1,3,5) Birleşimsel ve sıralı devreleri ve sayaçları, mantık kapıları, kapanlar ve MSI bileşenler ile kurabilir. Bunların çalışmasını mantık görtergeleri ve mantık kanallı osiloskoplar ile doğrulayabilir(1,2,3,5) Benzetim yazılımları kullanarak birleşimsel devreleri tanımlayan Verilog kodlarını benzetebilir. (2,3,5,11) Sayı sistemleri ve kodlar. Boole cebiri ve mantık kapıları. Boole işlevleri, enküçültülme. Temel birleşimsel devreler. Birleşimsel devrelerin küçük ve orta ölçekli tümleşik devrelerle çözümleme ve tasarımları. Ardışık mantık: kapanlar, uyarma tabloları, durum tabloları ve durum diyagramları. Ardışık devrelerin çözümleme ve tasarımları. Sayıcılar. Kaydırmalı yazmaçlar. Bellek öğeleri. Programlanır mantık cihazları (PLD). Birleşimsel devrelerin PLD ile tasarımları. Donanım tanımlama dillerine (HDL) giriş
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları HaftaKonular Ön Hazırlık 1 Sayı sistemeleri,tümleyenler Ders kitabından Kablosuz Haberleşme tematik örneğini okuyunuz 2 Boole cebiri, Bool fonksiyonları, Mantık kapıları Lab. deneyi: Mantık kapılarının aktarım fonksiyonu ve akım tüketimi 3 Doğal ve standart biçimler Lab. deneyi: Mantık kapılarının yayılım gecikmesi 4 Bool fonksiyonşlarının sadeleştirilmesi, Karnaugh haritası yöntemi, NAND ve NOR ile gerçekleştirme Lab. deneyi:verilen bir tanım için birleşimsel bir devrenin tasarım, doğrulama ve maliyet analizi (ayrıntılı rapor toplanacaktır) 5 Diğer iki düzeyli gerçekleştirme yöntemleri, etkisiz durumlar, asal kapsananlar Lab. deneyi: Benzetim araçlarının kullanımı (ilinx ISE), birleşimsel bir devrenin şema çizimi ve benzetimi 6 Verilog donanım tanımlama dili Lab. deneyi: Verilog kullanarak birleşimsel bir devrenin tasarım girişi ve benzetimi 7 Birleşimsel devrelerin Verilog da yapısal, veri akışı ve davranışsal tanımları
8 İkili Toplayıcı-çıkarıcı, ondalık toplayıcı, kıpırtı (ripple) toplayıcısı, karşılaştırıcı, tekrarlı karşılaştırıcı Lab. deneyi:4-bit kıpırtı toplayıcısının kurulumu ve doğrulaması 9 Kodlayıcılar, kod çözücüler, ardarda kod çözücüler, çoğullayıcılar, çoğullama çözücüler, çoğullama çözücüleri genişletme 10 Salt-oku bellek, Programlanır nantık dizileri Lab. deneyi: MSI sayaç devresi, sayma sırasının değiştirilmesi 11 Eşzanalı Sıralı mantığa giriş, RS-kapanı, D-kapanı, JK-kapanı, T-kapanı Lab gösterisi: FPGA ların programlanması 12 Eşzanalı Sıralı devrelerinçözümlenmesi: Özellik tabloları, durum tabloları, durum çizelgeleri Lab. deneyi: Benzetim araçlarının kullanımı (ilinx ISE), sıralı bir devrenin şema çizimi ve benzetimi 13 Sıralı eşzamanlı devre tasarımı Lab. deneyi: Verilog kullanarak sıralı bir devrenin tasarım girişi ve benzetimi 14 Kayan yazmaçlar, Sayaçlar, rastgele erişimli bellekler 15 Dönem sonu sınav programı 16 Dönem sonu sınav program
Kaynaklar Ders Kitabı: Diğer Kaynaklar: 1. M. Morris Mano, "Digital Design", Prentice Hall International Editions, 2nd Edition, ISBN: 0-13-212994-9 1. John F. Wakerly, Digital Design Principles and Practices, 4th Edition, Pearson Prentice Hall, ISBN: 0-13-186389-4 Değerlendirme Sistemi Çalışmalar Sayı Katkı Payı Devam/Katılım - - Laboratuar 13 40 Uygulama - - Alan Çalışması - - Derse Özgü Staj - - Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - - Ödevler - - Sunum - - Projeler - - Seminer - - Ara Sınavlar/Ara Juri 2 30 Genel Sınav/Final Juri 1 30 Toplam 16 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 100 0 Toplam 100 Ders Kategorisi Temel Meslek Dersleri Uzmanlık/Alan Dersleri Destek Dersleri İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri Aktarılabilir Beceri Dersleri Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi # Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi 1 2 3 4 5
1 Ayrık matematik, rasgele süreçler, türevsel denklemler, lineer cebir ile karmaşık değişkenleri içeren ileri mühendislik matematiği, fen bilimleri ve Elektrik-Elektronik alanı ile ilgili kuramsal ve uygulamalı bilgileri, mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi 2 Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. 3 Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi ögeleri içerirler.) 4 Mühendislik uygulamaları için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. 5 Mühendislik problemlerinin incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi. 6 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. 7 Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi. 8 Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi. 9 Mesleki ve etik sorumluluk bilinci.
10 Proje yönetimi, risk yönetimi, zaman yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik, sıradışı yöntemler sunabilmek ve sürdürebilir kalkınma hakkında farkındalık. 11 Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ile çağın sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık. ECTS/İş Yükü Tablosu Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) 16 3 48 Laboratuar 13 2 26 Uygulama Derse Özgü Staj Alan Çalışması Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi Sunum/Seminer Hazırlama Projeler Ödevler Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi 14 3 42 2 10 20
Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 1 20 20 Toplam İş Yükü 156