Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1183  Gr. 01
Titre : Systèmes digitaux
Session : Automne 2005   Horaire et local
Professeur : Rahmani, Naim Mohamed
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure : d'analyser et de concevoir des systèmes digitaux simples et à les réaliser en laboratoire.

Contenu

Représentation des nombres, arithmétique en compléments et codes digitaux. Algèbre de Boole. Circuits logiques combinatoires de base. Portes et, ou, ou exclusif. Circuits intégrés à petite échelle. Techniques de minimisation des circuits. Logique mixte. Circuits intégrés à moyenne échelle réalisant les fonctions de décodage, de multiplexage, de comparaison, d'arithmétique, ROM, PLA, PAL. Circuits logiques séquentiels de base. Bascules, registres, compteurs, RAM. Introduction aux machines à états séquentiels: table et graphe des états. Introduction à un outil de conception assistée par ordinateur.
2. Objectifs spécifiques du cours :
  1. Maîtrise des concepts fondamentaux relatifs à l'analyse et à la synthèse de circuits logiques combinatoires et séquentiels.
  2. Conception et réalisation pratique, à partir de circuits MSI et LSI, de circuits logiques.
  3. Possibilité à l'étudiant(e) de faire preuve d'esprit d'équipe dans le cadre d'un projet de conception.
3. Stratégies pédagogiques :
  • Cours magistraux : 3 heures de cours par semaine.
  • Présentation de la théorie et des exemples d'applications.
  • Des séances de travaux pratiques au laboratoire d'électronique sont prévues au programme (4 laboratoires) et un mini-projet à réaliser en équipe.
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
 
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1   

Systèmes numériques

Notions sur les circuits combinatoires. Systèmes de nombres. Représentation des nombres en base 2,8, 10 et 16. Conversion d'une base à l'autre. Compléments de nombres. Arithmétique binaire. Codes. 		08 sept. 2005 
2   

Portes logiques et algèbre booléenne

Algèbre de Boole. Portes élémentaires: OU, ET, NON, N-OU, N-ET, OU-EX. Théorèmes de Boole et de Morgan. Table de vérité. 		15 sept. 2005 
3   

Simplification des circuits logiques

Construction de la table de vérité. Maxterms et minterms. Simplification algébrique. Table de Karnaugh.

Laboratoire 1 : Portes logiques et algèbre booléenne

 22 sept. 2005 
4   

Circuits logiques combinatoires

Procédure de conception. Additionneurs. Soustracteurs. Convertisseurs. Procédure d'analyse. Circuits NAND. Circuits NOR.

Laboratoire II : Simplification des circuits logiques

 29 sept. 2005 
5   

Applications

Classification des circuits intégrés. Circuits MSI à logique combinatoire. Additionneur. Décodeurs. Codeurs. Multiplexeurs. Mémoire et composants programmables.

Laboratoire III : Synthèse logique : présentation du logiciel de synthèse Quartus

 06 oct. 2005 
6   

Semaine d'études

13 oct. 2005 
7   

Examen de mi-session

20 oct. 2005 
8   

Circuits logiques séquentiels

Classes de machines séquentielles. Bascules RS, D, T, JK. Bascules sensibles aux niveaux, aux transitions. Bascules tampon.

Laboratoire IV : Circuits combinatoires : décodeurs/multiplexeurs

 27 oct. 2005 
9   

Synthèse de circuits séquentiels synchrones

Diagrammes d'états. Table de vérité. Minimisation et codages des états. Entrées asynchrones. Analyses et conception de circuits séquentiels synchrones.

Laboratoire V : Éléments de base des circuits séquentiels

 03 nov. 2005 
10   

Synthèse de circuits séquentiels synchrones (suite)

10 nov. 2005 
11   

Compteurs, registres et mémoires

Compteurs synchrones et asynchrones. Registres à décalage. Mémoires volatiles. 		17 nov. 2005 
12   

Compteurs, registres et mémoires (suite)

Laboratoire VI : Les compteurs et registres

 24 nov. 2005 
13   

Familles de circuits intégrés logiques

Terminologie. Caractéristiques des principales familles. TTL, ECL, CMOS et NMOS. 		01 déc. 2005 
14   

Familles de circuits intégrés logiques(cont.)

08 déc. 2005 
15   

Examen final

15 déc. 2005 
6. Évaluation du cours :
  • Examen de mi-session 30 %
  • Examen final 40 %
  • Travaux pratiques (7) 10 %
  • Projet 20 %

Il faut obtenir une moyenne minimale de 50% aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent.

7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
  • Manuel obligatoire : M. Morris Mano, "Digital Design", Third Edition, Prentice-Hall, 2002.
  • Références suggérées : Data Book, Volume 2, Standard TTL, Texas Instruments.
  • Ronald J. Tocci, "Circuits numériques : Théorie et applications", 2e édition, Les éditions Goulet Inc., 1992.
  • John P. Hayes, "Introduction to Digital Logic Design", Addison Wesley, 1994.
  • John F. Wakerley, "Digital Logic Techniques : principles and practice", Second Edition, Prentice-Hall, 1994.
9. Page Web du cours :