• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Магистратура 2018/2019

Проектирование цифровых устройств

Статус: Курс по выбору (Инжиниринг в электронике)
Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника
Когда читается: 1-й курс, 2-4 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Прогр. обучения: Инжиниринг в электронике
Язык: русский
Кредиты: 5

Программа дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника», обучающихся по магистерской программе «Инжиниринг в электронике».
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целями освоения дисциплины «Проектирование цифровых устройств» являются формирование у студентов знаний о методах проектирования цифровых узлов интегральных схем, цифровых схем современных и перспективных изделий электроники, вычислительной техники, микро- и наноэлектроники, назначении, принципах работы, методов и средств проектирования сложных цифровых электронных компонентов и схем для приборов и систем электронной техники с учетом заданных требований; умений разработки методик и проведения исследований и измерений параметров и характеристик изделий электронной техники, анализ их результатов.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать параметры и характеристики цифровых схем, особенности синхронизации частей цифровых схем.
  • Уметь рассчитывать характеристик цифровых устройств с помощью пакетов SPICE моделирования.
  • Владеть пакетами SPICE моделирования для расчета характеристик цифровых устройств
  • Знать функциональные узлы комбинационного типа, их логику работы и параметры. Знать особенности проектирования узлов комбинационного типа
  • Знать функциональные узлы последовательного типа, их логику работы и параметры.
  • Владеть методами проектирования узлов последовательного типа с использованием средств САПР.
  • Знать схемотехнику и параметры статической и динамической памяти. Знать особенности проектирования узлов памяти.
  • Знать особенности влияния проводников интегральных схем и печатных плат на динамические характеристики систем. Знать особенности проектирования высокоскоростных систем с учетом паразитных эффектов.
  • Знать схемотехнику и параметры БИС/СБИС с программируемой структурой. Знать методы проектирования цифровых систем с помощью ПЛМ и БМК
  • Уметь применять ПЛМ и БМК в своих проектах.
  • Знать схемотехнику и параметры цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.
  • Уметь выбирать и применять схемы ЦАП и АЦП в своих проектах.
  • Знать типы и параметры процессоров для цифровой обработки сигналов.
  • Владеть современными программными средствами для проектирования цифровых схем и устройств электроники и наноэлектроники различного функционального назначения.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Совместная работа цифровых устройств. Синхронизация в цифровых устройствах, риски сбои.
    Типы выходных каскадов логических схем, цепи питания, формирователи импульсов, оптоэлектронные устройства развязки. Синхронизация в цифровых устройствах, риски сбоя.
  • Расчет характеристик цифровых устройств с помощью пакетов SPICE моделирования.
    Методы расчета передаточных, переходных характеристик, параметров устройств с помощью пакетов SPICE моделирования. Анализ полученных результатов.
  • Функциональные узлы комбинационного типа
    Шифраторы и дешифраторы, мультиплексоры и демультиилексоры, сумматоры, АЛУ. Особенности их проектирования
  • Функциональные узлы последовательного типа. Особенности их проектирования.
    Регистры, счетчики, распределители импульсов. Их схемотехника и особенности проектирования.
  • Схемотехника запоминающих устройств.
    Статические и динамические ЗУ, постоянные и перепрограммируемые ЗУ. Масочные, прожигаемые ЗУ. Проектирование блоков памяти в цифровых системах.
  • Влияние перекрестных помех в цифровых системах. Влияние проводников интегральных схем и печатных плат на динамические характеристики систем.
    Особенности проектирования высокоскоростных устройств.
  • Использование БИС/СБИС с программируемой структурой. Проектирование цифровых систем с помощью ПЛМ и БМК.
    Типы базовых матричных кристаллов. Типы и классы ПЛМ. Архитектура ПЛМ. Средства программирования ПЛМ.
  • Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
    Характеристики и параметры.
  • Цифровая обработка сигналов в аналоговых системах
    Цифровая обработка аудиосигнала. Цифровая обработка видеосигнала.
  • Проектирование типовых узлов цифровых систем на VHDL.
    Языки описания аппаратуры (HDL). История возникновения и развития, области применения HDL. HDL - взгляд схемотехника и взгляд программиста.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Семинарские занятия
  • неблокирующий Домашнее задание
  • неблокирующий Экзамен
    Данная дисциплина обеспечивает формирование следующих компетенций согласно ОрОС: УК-5, УК-6, ОПК-3, ПК-6, ПК-7, ПК-9
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.2 * Домашнее задание + 0.2 * Семинарские занятия + 0.6 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Электроника интегральных схем : лабораторные работы и упражнения, , 2017

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Микроэлектронные схемы цифровых устройств, Букреев, И. Н., 2009
  • Основы проектирования интегральных микросхем : учебное пособие, Лемешко, Н. В., 2010
  • Основы проектирования интегральных схем и систем, Казённов, Г. Г., 2005