Схемотехника. Рабочая программа дисциплины

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет вычислительной техники Кафедра систем автоматизации проектирования

"Утверждаю" Декан ФВТ ________________ Б.Д.Шашков "____" _______________ 2002 г.

Рабочая программа дисциплины

Схемотехника

по подготовке дипломированного специалиста по направлению 654600 специальности 220300 и по специальности 351500

Программу разработал

к.т.н., доцент ______________ И.Г.Кревский

Программа одобрена на заседании кафедры САПР, протокол № ___ от "___" _______ 2002r. Зав.кафедрой САПР

Согласовано: Председатель НМК ФВТ

д.т.н., профессор _______________ А.М.Бершадский _______________ д.т.н., профессор П.П.Макарычев

Программа разработана в соответствии со следующими документами: - рабочим учебным планом Пенз.ГУ по специальности 220300; - рабочим учебным планом Пенз.ГУ по специальности 351500. Схемотехника относится к дисциплинам региональной компоненты учебных планов специальностей 220300 и 351500.

1 .Цели и задачи дисциплины. Целью преподавания дисциплины является изучение принципов организации и проектирования цифровых схем ЭВМ различной степени интеграции, а также приобретение студентами практических навыков по их исследованию, эксплуатации и оптимизации. 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины. В результате изучения дисциплины студенты должны: - знать: элементную базу, используемую при построении ЭВМ; способы описания и моделирования цифровых устройств с помощью языка VHDL; -уметь: использовать язык VHDL для описания цифровых схем; -иметь опыт: разработки тестовых наборов, моделирования и отладки цифровых устройств с помощью языка VHDL; -иметь представление: об основах организации и методах проектирования цифровых схем, построенных на элементах с различной степенью интеграции;. 3. Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы

Всего часов (Семестр 5)

Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия Лекции Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа Вид итогового контроля (экзамен, зачет)

85 51 34 17 34 зачет

4. Содержание дисциплины 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий N п\п

Раздел дисциплины

к-во часов Лекции

Л.р.

Сам.р.

1. Введение. 2. Элементы малой степени интеграции. Комбинационная логика, триггеры. Синтез цифровых схем на их основе

2 8

10

14

3. Элементы средней степени интеграции, счетчики, регистры, сумматоры, мультиплексоры. Элементы синтеза цифровых устройств (ЦУ) на их основе.

8

5

10

4. Микросхемы большой степени интеграции. АЛУ, ПЗУ, ПЛМ, ОЗУ, БМК 5. Принципы микропрограммного управления

8

2

6

6. Моделирование и диагностика ЦУ

4

ИТОГО:

4

34

4 17

34

Внеаудиторная самостоятельная работа в объеме 34 часов отводится на подготовку к лабораторным работам, оформление отчетов.

4.2. Содержание разделов дисциплины 1. Цели и задачи дисциплины, ее место среди других дисциплин учебного плана. Макетирование и моделирование ЦУ. Использование языка VHDL для анализа ЦУ. 2. Классификация и назначение основных узлов ЭВМ, их основные параметры и характеристики. Серии ИС. Базовые элементы малой степени интеграции. Реализация функций алгебры логики на элементах серий КР1533, КР1534. Цифровые автоматы и способы их представления. Триггеры. Классификация триггеров. Одноступенчатый асинхронный и синхронный RS-триггер, D-триггер. Двухступенчатые триггеры. JKтриггер, триггеры с динамическим управлением. 3. Дешифраторы и мультиплексоры. Регистры и их классификация. Счетчики и их классификация. Двоичные и десятичные счетчики серий КР1533, КР1534. Сумматоры и их классификация. 4. Основные типы микросхем большой степени интеграции. АЛУ. Основные типы ПЗУ (однократно и многократно программируемые). ПЛМ. Организация статической и динамической памяти ЦВМ. БМК. Основные виды периферийных БИС. 5. Принципы микропрограммного управления. Построение микропрограммных устройств управления с естественной и принудительной адресацией. Синтез цифрового автомата. Кодирование состояний автомата. Синтез и минимизация функций возбуждения. 6. Моделирование исправных ЦУ и устройств с неисправностями. Классификация методов логического моделирования. Классы диагностируемых неисправностей. Принципы построения тестовых последовательностей.

5. Лабораторный практикум .№-№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

К-во часов

1 1. 2.

2 2 2

3 Моделирование логических вентилей Моделирование поведенческого описания триггера

4 2 4

3.

2

Моделирование структурного описания триггера

4

4.

3

Моделирование регистра (счетчика)

5

5.

4

Моделирование устройства с МПУ

2

6. Курсовая работа. По данному курсу не предусмотрена. 7. Материально-техническое обеспечение дисциплины. Для обеспечения лабораторно-практических занятий необходим класс ПЭВМ и программное обеспечение системы моделирования на VHDL (Active-VHDL или подобное). 8. Рекомендуемая литература. 1. Аpмстpонг Дж.Р. Моделиpование цифpовых систем на языке VHDL: Пер.с англ./М.: Мир, 1992. 2. Автоматизированное проектирование цифровых устройств /Под ред.C.C.Бадулина. М.: Радио и связь, 1981. 3. Бибило П.Н. Основы языка VHDL – М., Солон-Р, 2000. 4. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. - Л.:Энергоатомиздат. Ленингр.отд-ние,1986. 5. Киносита К., Асада К., Карацу О. Логическое проектирование СБИС: Пер. c япон. - М.: Мир, 1988. 6. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учеб.пособие для втузов. – СПб.: Политехника, 1996. 7. Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. - М.: Высш.шк., 1987. 8. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. 9. Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., Попов Е.А. Микропроцессоры и микроэвм в системах автоматического управления. Справочник. Ленинград Машиностроение Ленинградское отделение 1987г. 10. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. – Челябинск, Металлургия, Челябинское отд-ние, 1989.

9. Переутверждение программы на очередной учебный год. Учебный Учебные Решение кафедры № Решение год группы протокола, дата, выпускающей подпись зав. кафедры № кафедрой протокола, дата, подпись зав. кафедрой

Лектор разработчик программы

Примечание: тексты изменений прилагаются. Разработчик программы:

к.т.н., доцент _______________ И.Г.Кревский

№ изменения