• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2019/2020

Цифровые устройства и микропроцессоры

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения: Full time
Преподаватели: Каперко Алексей Федорович (читает лекции, ведет семинары и принимает экзамены/зачеты)
Язык: русский
Кредиты: 5

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Цифровые устройства и микропроцессоры» ориентирована на изучение теоретических и практических основ функционирования цифровых устройств и микропроцессоров с целью создания принципиальных схем устройств связи и инфокоммуникационной техники. В качестве примеров цифровых устройств рассмотрены схемы прямого цифрового синтеза, квадратурные модуляторы и демодуляторы, цифровые фильтры. Представлена архитектурная организация и система команд микропроцессоров. Текущий контроль по данной дисциплине осуществляется на основе выполнения лабораторного практикума на стендах National Instruments.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью освоения дисциплины «Цифровые устройства и микропроцессоры» является овладение теоретическими и практическими знаниями по цифровым устройствам и микропроцессорам для систем связи и инфокоммуникационной техники, ориентированными на создание отечественных импортозамещающих электронных средств для обеспечения национальной безопасности страны.
  • В результате освоения дисциплины «Цифровые устройства и микропроцессоры » студент приобретает следующие компетенции: • способен работать с информацией: находить, оценивать и использовать информацию из различных источников, необходимую для решения научных и профессиональных задач (в том числе на основе системного подхода); • способен искать, отбирать и анализировать информацию для формирования исходных данных проектирования, для расчета схем, устройств и приборов и решения других конкретных проектных задач; • способен проводить необходимые расчеты и проектировать схемы, устройства и сети инфокоммуникаций, в том числе с использованием средств автоматизации проектирования; • владеть методами использования поисковых систем для поиска информации в сети Интернет.
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • Владеть: методиками решения схемотехнических задач, связанных с выбором цифровых схем для инфокоммуникационных устройств, а также оценивать эффективность применения альтернативных элементов и устройств в конкретных ситуациях.
  • Владеть: методиками увеличения частоты дискретизации (интерполяции) сигналов и уменьшения частоты дискретизации (децимации) сигналов.
  • Владеть: опытом правильного выбора микропроцессоров и микроконтроллеров на основе анализа их параметров и характеристик для применения в различных системах связи
  • Знать: основные принципы построения микропроцессоров и микроконтроллеров для инфокоммуникационной техники.
  • Знать: основные принципы разработки цифровых устройств, роль и место таких устройств в системах связи и инфокоммуникационной технике.
  • Знать: основные способы построения радиопередатчиков и радиоприемников в цифровом виде.
  • Уметь: применять микропроцессоры для основных типовых технических средств инфокоммуникационной техники и для систем связи.
  • Уметь: применять цифровые устройства для основных типовых технических средств инфокоммуникационной техники и для систем связи.
  • Уметь: формулировать назначение цифровой аппаратуры передачи и обработки сигналов, выявлять основные элементы структуры цифровых радиопередатчиков и радиоприемников.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Цифровые электронные устройства.
    Тема 1. Цифровое представление преобразуемой информации. Импульсный режим работы и цифровое представление преобразуемой информации. Анализ статических и динамических параметров в импульсных схемах. Помехоустойчивость в импульсных схемах. Тема 2. Логические цифровые устройства. Особенности построения логических устройств на биполярных и МДП-трнзисторах. Интегральные схемы на биполярных транзисторах. Интегральные схемы на приборах с зарядовой связью. Сравнительный анализ БиКМОП интегральных схем и традиционных логических устройств. Тема 3. Цифровые электронные устройства. Комбинационные цифровые устройства. Декодеры, шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов. Мультиплексоры и демультиплексоры, сумматоры. Последовательные цифровые устройства. Функциональные схемы, временные диаграммы работы. Триггеры, счетчики, регистры. Функциональные схемы, временные диаграммы работы, параметры и характеристики. Структура запоминающих устройств. Оперативные запоминающие устройства. Постоянные запоминающие устройства. Флэш-память. Тема 4. Программируемые логические интегральные схемы. Программируемые логические интегральные схемы комбинированной архитектуры.
  • Раздел 2. Примеры реализации радиопередатчиков и радиоприемников в цифровом виде.
    Тема 1. Цифровые радиопередающие устройства. Микросхемы прямого цифрового синтеза. Квадратурные модуляторы. Интерполирующие цифровые фильтры. Тема 2. Цифровые радиоприемные устройства. Цифровые преобразователи частоты. Цифровые квадратурные демодуляторы. Децимирующие фильтры.
  • Раздел 3. Микропроцессоры.
    Тема 1. Принципы работы микропроцессора. Классификация микропроцессоров. Арифметико-логическое устройство. Команда микропроцессора. Блок микропрограммного управления. Микропрограммирование. Тема 2. Принципы работы микропроцессорной системы. Подключение внешних устройств к микропроцессору. Системная шина. Принципы построения параллельных и последовательных портов, таймеров. Динамические оперативные запоминающие устройства.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • семинар (неблокирующий)
  • выполнение лабораторной работы (неблокирующий)
  • защита лабораторной работы (неблокирующий)
  • экзамен (неблокирующий)
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.1 * семинар + 0.15 * выполнение лабораторной работы + 0.25 * защита лабораторной работы + 0.5 * экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Цифровые и микропроцессорные устройства, Мухин С. В., Новожилов О. П., ISBN: 5-945061-10-7, 2005
  • Электроника и микропроцессорная техника : учебник для вузов, Гусев В. Г., Гусев Ю. М., ISBN: 5-06-004271-5, 2004