TÜRKÇE
ENGLISH
Genel Bilgi
| Kod | CEN263 |
| Ad | Digital Design |
| Dönem | 2024-2025 Eğitim-Öğretim Yılı |
| Yarıyıl | 3. Yarıyıl |
| Süre (T+U) | 3-0 (T-U) (17 Hafta) |
| AKTS | 4 AKTS |
| Yerel Kredi | 3 Yerel Kredi |
| Eğitim Dil | İngilizce |
| Seviye | Lisans Dersi |
| Tür | Normal |
| Öğretim Şekli | Yüz Yüze Öğretim |
| Bilgi Paketi Koordinatörü | Yunus Emre ÇOGURCU |
| Dersin Öğretim Elemanı |
Yunus Emre ÇOGURCU
(A Grubu)
(Sor. Öğr. Ele.)
|
Dersin Amacı / Hedefi
Sayısal tasarıma giriş dersi, kombinasyonel ve sıralı devreler, bellek ve mantık dizileri ve işlemci mimarisine giriş konularını kapsar ve haftalık bir laboratuvar içerir. SystemVerilog donanım tanımlama dili, dönem boyunca dijital tasarımları modellemek ve uygulamak için kullanılır.
Dersin İçeriği
Sayı sistemleri, İkili sayılar, Mantık seviyeleri, transistörler, kapılar, Boole ifadeleri. Kombinasyonel mantık: Boole cebiri, Boole ifadelerinin sadeleştirilmesi. Karnaugh haritaları ile mantık minimizasyonu, umursamama koşulları. SystemVerilog'a giriş. Kombinasyonel yapı taşları, çoklayıcılar, kod çözücüler, yayılma gecikmeleri. SystemVerilog modelleme. Ardışık mantık: SR latch, D-latch, D flip-flop, senkron sıralı devreler. Sonlu Durum Makinesi (FSM) tasarımı, Moore ve Mealy modelleri, durum kodlamaları, sıralı devrelerin zamanlaması. Ardışıl devrelerin SystemVerilog ile modellenmesi. İşaretli sayılar, Toplayıcılar, ALU. Kaydediciler, sayaçlar, zamanlayıcılar. RTL tasarımı, RAM, ROM. Genel amaçlı işlemci mimarisine giriş.
Dersin Ön Koşulu
Yok
Kaynaklar
David Money Harris, Sarah L. Harris, Digital Design and Computer Architecture, 2nd ed. Morgan Kaufmann, 2012. (Textbook)
Notlar
Frank Vahid, Digital Design with RTL Design, VHDL and Verilog, 2nd ed. John Wiley, 2011. (Recommended)
Dersin Öğrenme Çıktıları
| Sıra | Dersin Öğrenme Çıktıları |
|---|---|
| ÖÇ01 | Çeşitli sayı sistemlerindeki aritmetiği uygulayabilme |
| ÖÇ02 | Boole Cebrinin, Mantık devre tasarımlarının sadeleştirilmesi amacıyla kullanabilme, Karnaugh haritalarını, Mantık devre tasarımlarının sadeleştirilmesi için kullanabilme |
| ÖÇ03 | Birleşik ve Ardışık mantık devrelerini tasarlayabilme. Senkron ardışıl sayaçları tasarlayabilme. En sade haliyle sonlu durum makinalarını tasarlayabilme |
| ÖÇ04 | Birleşik ve Ardışık mantık devrelerinin SystemVerilog ile modellemesi. İşaretli sayılar, Toplayıcılar, ALU, karşılaştırıcılar. Yazmaçlar, sayıcılar, zamanlayıcılar. RTL tasarımı, RAM, ROM. Genel amaçlı işlemci mimarisine giriş. |
Program Öğrenme Çıktıları ile İlişkisi
| Sıra | Tür | Program Öğrenme Çıktıları | Duzey |
|---|---|---|---|
| PÖÇ01 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinin çözümünde kullanabilme becerisi. | |
| PÖÇ02 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Karmaşık mühendislik problemlerini tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. | 5 |
| PÖÇ03 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | 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. | |
| PÖÇ04 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | |
| PÖÇ05 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi. | 4 |
| PÖÇ06 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. | |
| PÖÇ07 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi. | |
| PÖÇ08 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği konusunda farkındalık; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi. | |
| PÖÇ09 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk ve mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. | |
| PÖÇ10 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. | |
| PÖÇ11 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık. |
Haftalık Akış
| Hafta | Konu | Ön Hazırlık | Yöntemler |
|---|---|---|---|
| 1 | Sayı sistemleri, ikili sayılar, mantık seviyeleri, transistörler, kapılar, Boolean ifadeleri | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 2 | Kombinasyonel mantık: Boolean cebiri, Boolean ifadelerinin sadeleştirilmesi | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 3 | Sadeleştirme için Karnaugh Haritaları (K-Haritaları). Boolean İfadeleri için Minimizasyon Teknikleri | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 4 | Kombinasyonel yapı taşları, çoklayıcılar, kod çözücüler, yayılma gecikmeleri. Verilog ve SystemVerilog'a giriş | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 5 | Ardışık mantık: SR kilidi, D kilidi, D flip-flop, senkron ardışık devreler. Verilog ve SystemVerilog modelleme | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 6 | Kayıtlar ve Sayaçlar | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 7 | Zamanlama ve Kontrol Devreleri. Saat Sinyalleri, Zamanlama Diyagramları | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 8 | Ara Sınav | Sınava hazırlık | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
| 9 | Sonlu Durum Makineleri tasarımı, Moore ve Mealy modelleri | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 10 | Hafıza ve Programlanabilir Mantık Cihazları (PLD'ler). Hafıza Türleri: ROM, RAM, SRAM, DRAM | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 11 | Aritmetik Devreler: İkili Çarpanlar ve ALU Tasarımı | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 12 | Kombinasyonel ve Ardışık Devrelerin Birleştirilmesi. Hiyerarşik Tasarım Yaklaşımı-1 | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 13 | Kombinasyonel ve Ardışık Devrelerin Birleştirilmesi. Hiyerarşik Tasarım Yaklaşımı-2 | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 14 | Kombinasyonel ve Ardışık Devrelerin Birleştirilmesi. Hiyerarşik Tasarım Yaklaşımı-3 | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 15 | Okuma | Kitabın ilgili bölümünün okunması | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 16 | Yarıyıl Sonu Sınavları | Sınava hazırlık | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
| 17 | Yarıyıl Sonu Sınavları | Sınava hazırlık | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
Öğrenci İş Yükü - AKTS
| Çalışmalar | Sayısı | Süresi (Saat) | İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ders (Sınav haftaları dahil değildir) | 14 | 3 | 42 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma (Ön çalışma, pekiştirme) | 14 | 3 | 42 |
| Değerlendirmeler ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ödev, Proje, Diğer | 0 | 0 | 0 |
| Ara Sınavlar (Yazılı, Sözlü, vs.) | 1 | 7 | 7 |
| Yarıyıl/Yıl Sonu/Final Sınavı | 1 | 18 | 18 |
| Toplam İş Yükü (Saat) | 109 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (s) | 4,36 | ||
| AKTS | 4 AKTS | ||