Donanım Mühendisliği Cilt 1

Boole Cebri, Mantıksal Tasarım ve Mikroişlemciler

Editör: Eroul Flynn (ph. D) - Toros Rifat Çölkesen (Ph. D), Bölüm Yazarlı

ISBN: 978-605-9595-10, 15 Eylül 2016

400 sayfa, (18,5x24 cm2), 1. hamur kitap kağıdı.

Boole Cebri Mantıksal Tasarım ve Mikroişlemciler

Bu kitap, üç ciltlik bir serinin ilk kitabıdır. Bilgisayar donanım mühendisliği konusunda, üniversite öğrencileri için başlangıç düzeyinden başlayıp sektörde iş yapabilecek profesyoneller haline getirmeyi amaçlayan konuları kapsamaktadır.

Bilgisayar Donanım Mühendisliği

Cilt 1. Boole Cebri, Mantıksal Tasarım ve Mikroişlemciler - Yayınlanma Tarihi: 15 Eylül 2016

Cilt 2. Bilgisayar Mimarileri ve Organizasyonu - Yayınlanma Tarihi: 15 Ocak 2107

Cilt 3. Gömülü Sistemler ve Modern İşlemciler - Yayınlanma Tarihi: 15 Mart 2017

Serinin ilk kitabı olan "Boole Cebri, Mantıksal Tasarım ve Mikroişlemciler" adlı kitapda, donanım konusunun en temelini oluşturan Boole cebri ile başlamıştır. İyi bir donanım tasarımcısı herşeyden önce, bu işin matematiği olan Boole cebrini ve ikili sayı sistemi üzerindeki işlemleri iyice öğrenmelidir. Kitabımızda Boole cebri, sanki bir matematikçi gibi incelenmeye başlanmış ve sanki bir donanım tasarımcısı gibi sonlandırılmıştır. Ardından mantıksal devre tasarımı konuları kombinezonlar devreler, ardışıl devreler, programlanabilir hazır devreler ve modüler lojik devre tasarımı olarak ele alınmıştır. Her konuda bolca örnekler verilmiş olup yeteri kadar çözülmemiş soru da eklenmiştir. Kitabın üçüncü kısmında ise mikroişlemleri konusu işlemci türleri, işlemci mimarisi, adresleme modları, assembly komutları ve assembly program şeklinde ele alınmıştır.

Bu kitap üniversitelerde verilen "lojik devre tasarımı", "mantıksal devreler", "mikroişlemciler" gibi dersler için ciddi bir kaynak niteliğindedir; ayrıca profesyonel sektör çalışanları için de ciddi bir kaynak eserdir.

Türkiye'nin İnternet kitapçısı; üniversite kitapları satışı ---> www.tdk.com.tr

İçindekiler

Önsöz

Bölüm 1.   Donanım Mühendisliğine Giriş

1.1. Bilgisayar Donanım Dünyası

1.2. İkili Sayılar Dünyası

      Doğal İkilii Sayılar, İkili Kodlanmış Ondalık (BCD) Sayılar, Onaltılık Kodlanmış İkili Sayılar

      İkili Sayılar Üzerinde Aritmetik İşlemler

      Hata Sezme Bitleri

1.3. Analog İşaretlerin Sayısala Dönüşümü

       Örnekleme ve Tutma İşlemleri, Kuantalama ve Kodlama

1.4. Bilgisayar Destekli Donanım Tasarım Dünyası

       Donanım Tanımlama Dili (HDL)

1.5. Özet

1.6. Sorular

Bölüm 2.  Boole Cebrine Giriş

2.1. Boole Cebri Önermeleri

2.2. Boole Cebrinin Aksiyom ve Teoremleri

2.2.1. Boole Cebri Aksiyomları

2.2.2. Boole Cebri Teoremleri

2.3. Boole Cebri Fonksiyonları

5.3.1. Minterm ve Maksterm ile Lojik İfadeler

5.3.2. Kanonik Biçimler Arasındaki Dönüşüm

2.4. Lojik İfadeler ve Lojik Devreler

2.4.1. Lojik İşlemlerin Donanımsal Karşılığı

2.4.2. Boole Cebri Fonksiyonlarının Lojik Kapılar ile Gerçekleştirilmesi

2.5.  Özet

2.5.  Sorular

Bölüm 3.  Boole Cebri Mantıksal Tasarım Uygulamaları

3.1. Boole Cebri Fonksiyonlarının İndirgenmesi

3.1.1. Doğrudan Aksiyom ve Teoremlerle Görüşe Dayalı İndirgeme

3.1.2. Karnaugh Diyagramıyla İndirgeme

3.1.3. Quin Mc Cluskey Yöntemiyle Algoritmik İndirgeme

3.1.4. Eksik Terimli Boole Cebri Fonksiyonları

3.2. Boole Cebri Fonksiyonlarının Tek İşlemle Gerçekleştirilmesi

3.2.1. Çarpımların Toplamıyla TVE ve TVEYA Tasarımı

3.2.2. Toplamların Çarpımıyla TVE ve TVEYA Tasarımı

3.3.  Boole Cebri ve Kümeler Teorisi Arasındaki İlişkiler

3.4. Özet

3.5. Çalışma Soruları

Bölüm 4.  Kombinezonsal Devre Tasarımı

4.1.  Kombinezonsal Devre Elemanları

4.2.  Temel Kombinezonsal Devre Tasarımı

4.3.  Kombinezonsal Modüler Devreler

      4.3.1.  Aritmetik Toplama ve Çıkarma Devreleri (Yarı Toplayıcı ve Tam  Toplayıcı)        

      4.3.2.  Seçiciler  (Multiplexer-MUX)

      4.3.3.  Dağıtıcılar (Demultiplexer-DEMUX)

      4.3.4.  Kod Çözücüler (Decoder)

      4.3.5.  Kodlayıcı (Encoder)

4.4. Örnek Uygulama ALU (Arithmetic Logic Unit) Tasarımı

4.5. 7-Parçalı Gösterge (7-Segment Display )

4.6.  Özet

4.7.  Sorular

Bölüm 5.  Programlanabilir Hazır Mantıksal Devreler

5.1.  Programlanabilir Kombinezonsal  Devreler (PLD)

5.2.  Programlanabilir Kombinezonsal  Devre Elemanları

      5.2.1.      PROM

      5.2.2.      PAL

      5.2.3.      PLA

5.3.  Örnek Uygulama

5.4.  Özet

5.5.  Sorular

Bölüm 6.  Ardışıl Mantıksal Devreler

 6.1.  Ardışıl  Devrelerin Genel Yapısı

       6.1.1.  Mealy ve Moore Makinaları

       6.1.2.    Asenkron & Senkron Ardışıl Devreler

       6.1.3.    Sonlu Durum Makinaları (Durum Tablosu ve Durum Diyagramı)          

       6.1.4.    Standart Tasarım Birimleri

       6.1.5.    Kenar ve Düzey Tetikleme

       6.1.6.    Saat İşareti ve Senkron Hücrelerin Zaman Davranışı

 6.2.  Temel İkililler (Flip-Flop'lar ve Tutucular)

 6.3.  Ardışıl Lojik Devre Analiz Yöntemi

 6.4.  Ardışıl Devre Tasarım Yöntemi

 6.5.  Özet

 6.6.  Sorular

Bölüm 7.  Hazır Modüler Devreler: Saklayıcı, Sayıcı ve Bellekler

7.1.  Saklayıcılar (Ötelemeli Saklayıcı, Paralel Giriş Seri Çıkışlı Saklayıcı, Seri Giriş Seri Çıkışlı Saklayıcı, Üniversal Saklayıcı)

7.2.  Sayıcılar (Aşağı/Yukarı Sayıcı, İkili Sayıcı, Ondalık Sayıcı)

7.3.  Bellekler (RAM , ROM , PROM , EPROM , E2ROM, CAM)

7.4.  Programlanabilir Ardışıl Devreler (PSD)

7.5.  Özet

7.6.  Sorular

Bölüm 8.  Modüler Mantıksal Devre Tasarımı

8.1.  Kanonik Yaklaşım/Tasarım Yöntemi

8.2.  Modüler Yaklaşım/Tasarım Yöntemi 

8.3.  Algoritmik Yaklaşım/Tasarım Yöntemi

8.4.  Örnek Uygulama: Basit bir

8.4.  Özet

8.5.  Sorular

Bölüm 9.  Bilgisayar Destekli Mantıksal Devre Tasarımı

9.1.  multiSIM Programının Özellikleri 

     9.1.1.   Lojik Düzey Algılayıcısı ve Lojik Probe

     9.1.2.   4-bitlik İkili Yukarı Sayıcı

      9.1.3.  4-bit BCD Sayıcı ve 7-parçalı gösterge

      9.1.4.  Lojik Devre Şemasından Baskılı Devreye Geçiş

9.2.  HDL Donanım Tanımlama Dili

9.3.  VLSI Tasarım Yazılım Araçları

9.4.  Özet

9.5.  Sorular

Bölüm 10.  Mikroişlemcilerin İç Yapısı

10.1.  Mikroişlemcinin Mimari Özellikleri

10.1.  Mikrodenetleyiciler ve 8051 Mikrodenetleyicisi

10.2.  Arduino Mimari İç Yapısı

10.3.  8051 Mikrodenetleyicisinin Ayrıntılı İç Mimarisi

10.6.   Mikroişlemcinin Bellek Organizasyonu

     10.6.1.  Kod Belleği

     10.6.2.  Veri Belleği

     10.6.3.  Bellek Organizasyonu ve Adres Çözümleme

10.7.  Özet

10.8.  Sorular

       Bölüm 11.  Assembly Dili ve Adresleme Modları

11.1.  Assembly Dili ve Özellikleri

11.2.  Adresleme Yöntemleri

11.3.  Örnek Mikrodenetleyici 8051 Komut Türleri

11.4.  Zamanlayıcı ve Sayıcı Özellikleri

11.5.  Port ve Haberleşme Özelliği

       11.5.1.  Seri Port Ayarı

       11.5.2.  Seri Port Uygulaması

11.5.  Özet

11.6. Sorular

       Bölüm 12.  Assembly Programlama ve Kesme Hizmeti

12.1.  Örnek İşlemcinin Assembly Komutları

12.2.  Örnek Assembly Programları

12.3.  Örnek İşlemcide Kesme Mekanizması

         12.2.1.    Kesme Vektör Adresleri

         12.2.2.   Kesmelerin Tetiklenmesi

12.4.  Özet

12.5.  Sorular

Kaynakça

Yazarlarımız

Dizin

Konuyla ilgili akademik kitaplar ve üniversite ders kitapları: