Программа для высших учебных заведений по специальности 1-39 02 01 Моделирование и компьютерное проектирование рэс
| Вид материала | Программа |
- Программа для высших учебных заведений по специальности 1-39 02 01 Моделирование, 119.31kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-23, 794.76kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-33, 400.17kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-21, 290.18kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-23, 987.19kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-23, 164.64kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-21, 454.66kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-51, 121.82kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-51, 174.74kb.
- Учебная программа для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям, 438.29kb.
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-032/тип.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ
ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям -39 02 01 Моделирование и компьютерное
проектирование радиоэлектронных средств,
-39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28» мая 2003 г.
Составители:
Н.С. Образцов, заведующий кафедрой радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», профессор, кандидат технических наук;
П.П. Лычук, доцент кафедры радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Рецензенты:
И.М. Русак, профессор кафедры электронных вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» канд. техн. наук;
Кафедра общетехнических дисциплин Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 8 от 21.03.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 9 от 25.02.2002 г.);
Научно-методическим советом по группе специальностей -39 02 Конструкции радиоэлектронных средств УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол №1 от 11.03.2002 г.)
Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.105-98.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Проектирование устройств цифровой обработки информации» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.105-98 для специальностей -39 02 01 Моделирование и компьютерное проектирование радиоэлектронных средств, -39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств высших учебных заведений.
Целью изучения дисциплины является формирование знаний, навыков и умений, позволяющих осуществлять схемотехническое проектирование и конструирование устройств цифровой обработки информации (ЦОИ) на основе современных методов анализа и синтеза.
Изучение дисциплины обеспечивает понимание физических явлений, происходящих в устройствах цифровой обработки информации, формирует у студентов знания принципов работы и теории устройств ЦОИ, их современной элементной базы, перспектив развития, методов инженерного расчета как отдельных узлов, так и устройств в целом, а также умение использовать полученные знания при разработке и эксплуатации современных радиоэлектронных и вычислительных средств.
Основная задача дисциплины – обеспечить усвоение теоретических знаний в области проектирования устройств ЦОИ и развить практические навыки их разработки.
Изучение дисциплины «Проектирование устройств цифровой обработки информации» базируется на физико-математической подготовке, которую студенты получают при изучении дисциплин «Высшая математика» и «Физика», на знании методов анализа электрических цепей, с которыми студенты знакомятся при изучении дисциплин «Основы радиоэлектроники» и «Радиоэлектронные устройства», характеристик и параметров транзисторов и пассивных элементов, изучаемых в этих дисциплинах.
Учитывая место дисциплины в учебном плане, следует глубоко освоить основы теории проектирования устройств ЦОИ, творчески подойти к изучаемому материалу на основе понимания физических явлений, происходящих в устройствах ЦОИ, и логики работы электронных схем.
В результате освоения дисциплины «Проектирование устройств цифровой обработки информации» студент должен:
знать:
- теоретические основы и уровень современной техники проектирования устройств ЦОИ, тенденции и перспективы развития устройств ЦОИ;
уметь характеризовать:
- устройства ЦОИ различного назначения, их структуру, условия эксплуатации;
уметь анализировать:
- процессы, происходящие в логических элементах при различных режимах эксплуатации;
приобрести навыки:
- анализа и расчета, необходимые для проектирования, исследований и испытаний устройств ЦОИ различного назначения;
- применения современной элементной базы и методов проектирования.
Программа рассчитана на объем 85 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 68 часов, лабораторных работ - 17 часов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. Проектирование устройств на базе цифровых интегральных схем
Тема 1.1. Основы теории проектирования устройств цифровой обработки информации
Основы алгебры логики. Основные аксиомы и тождества алгебры логики. Аналитическая форма представления булевых функций. Упрощение (минимизация) булевых функций.
Тема 1.2. Логические элементы интегральных микросхем (ИМС)
Система параметров. Интегральные элементы одноступенчатой логики. Резистивно-транзисторные ИМС. Диодно-транзисторные ИМС. Интегральные микросхемы с эмиттерными связями. Интегральные элементы инжекционной логики.
Интегральные элементы двухступенчатой логики. Диодно-транзисторные ИМС. Транзисторно-транзисторные ИМС. Транзистор-транзисторно-транзисторные ИМС.
Логические элементы на полевых транзисторах. Логические элементы на одноканальных структурах металл-диэлектрик-полупроводник (МДП-структурах). Логические элементы на дополняющих МДП-транзисторах. Логические элементы с нагрузочным КМДП - транзистором.
Логические элементы с вентильным и блокирующим КМДП - транзисторами.
Особенности логических элементов, реализуемых в составе больших интегральных схем (БИС).
Тема 1.3. Триггерные устройства цифровых систем
Классификация триггерных устройств. Требования и параметры, характеризующие триггерные устройства. Статические триггеры. Импульсно - статические триггеры. Триггеры на МДП- и КМДП – элементах.
Квазистатические триггеры. Логические методы синтеза триггерных структур.
Тема 1.4. Регистры
Параллельные регистры. Сдвигающие (последовательные) регистры и их классификация. Сдвигающие регистры многотактного действия. Сдвигающие регистры однотактного действия. «Протяжные» сдвигающие регистры однотактного действия.
Тема 1.5. Счетчики
Классификация счетчиков. Счетчики на основе триггерных устройств. Счетчики с переносом. Реверсивные счетчики. Счетчики с произвольным коэффициентом счета. Безвентильные счетчики. Сдвигающие счетчики. Счетчики, построенные по схеме регистр-сумматор. Сдвигающие счетчики на основе специальных кольцевых схем.
Тема 1.6. Дешифраторы и коммутаторы
Линейные дешифраторы. Прямоугольные или матричные дешифраторы. Пирамидальные дешифраторы. Логические коммутаторы (мультиплексоры).
Тема 1.7. Сумматоры
Одноразрядные сумматоры. Последовательные сумматоры. Параллельные сумматоры. Накапливающие сумматоры. Двоично-десятичные сумматоры.
Тема 1.8. Микроэлектронные устройства
на микропроцессорных комплектах БИС
Классификация микропроцессоров. Типовой микропроцессорный комплект БИС первого поколения. Микропроцессорные комплекты средней сложности. Микропроцессорные комплекты повышенной сложности.
Раздел 2. Проектирование устройств на базе микропроцессоров
Тема 2.1. Проектирование устройств цифровой
обработки информации
Основы теории проектирования устройств цифровой обработки информации. Логические элементы интегральных микросхем. Триггерные устройства цифровых систем. Регистры. Счетчики. Дешифраторы и коммутаторы. Сумматоры. Микроэлектронные устройства на микропроцессорных комплектах БИС. Программируемые логические интегральные схемы; описание электрической схемы; компиляция электрической схемы в структуру логической матрицы.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Минимизация переключательных функций и их аппаратурная реализация.
2. Требования нормативно-технических документов по классификации логических элементов, основным характеристикам и параметрам ИМС.
3. Исследование конъюнктора, дизъюнктора и инвертора.
4. Исследование элементов Шеффера и Пирса.
5. Исследование базового логического элемента серий транзисторно-транзисторной логики.
6. Исследование базового логического элемента серий эмиттерно-связанной логики.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. 3-е изд., перараб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990.
2. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учеб. пособие для вузов. - СПб.: Политехника, 1996.
3. Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. - М.: Высш. школа, 1991.
4. Соломатин Н.М. Логические элементы ЭВМ. – М.: Высш. шк., 1990.
5. Лычук П.П., Толстая А.И. Лабораторный практикум по курсу «Проектирование устройств цифровой обработки информации» - Мн.: БГУИР, 2000.
Дополнительная
- Авваев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Т. Основы микроэлектроники. – М.: Радио и связь, 1991.
- Миловзоров В.П. Элементы информационных систем. - М: Высш. шк., 1989.
- Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/ М.И. Богданович, И.Н. Грель, В.А. Прохоренко, В.В. Шалимо. - Мн.: Беларусь, 1991.
- ГОСТ 17021-88. Микросхемы интегральные. Термины и определения.
- ГОСТ 19480-89. Микросхемы интегральные. Термины, определения и буквенные обозначения электрических параметров.