Учебная программа дисциплины дисциплина Микропроцессорные системы
| Вид материала | Программа дисциплины |
- Учебная программа (Syllabus) Дисциплина: «Корпоративные информационные системы» Специальность, 273.39kb.
- Реферат по курсу «Микропроцессорные системы» на тему «Распределенные вычислительные, 377.31kb.
- Учебная программа дисциплины «Физическая механика сплошных сред» Бакалавриат 010600, 102.22kb.
- Рабочая программа по дисциплине дн(М). В1 Цифровые устройства и микропроцессорные системы, 186.77kb.
- Учебная программа дисциплины «Методы цифровой обработки сигналов и изображений» (СД., 220.56kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 90.5kb.
- Примерная программа учебной дисциплины микропроцессоры и микропроцессорные системы, 382.92kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины микропроцессоры и микропроцессорные системы для, 378.72kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 63.51kb.
- Рабочая программа дисциплины «Автоматизированные информационные системы» для специальности, 301.29kb.
Федеральное агентство по образованию
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский федеральный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИКИТ
______________/Цибульский Г.М./
«_____» _____________2008 г.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина _____________Микропроцессорные системы _______________
(наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом)
Укрупненная группа __230000 «Информатика и вычислительная техника»_
(номер и наименование укрупненной группы)
Направление ___230100.62 «Информатика и вычислительная техника»___
(номер и наименование направления, специальности)
Специальность __________________________________________________
(номер и наименование специальности)
Институт ________Космических и информационных технололгий_______
Кафедра _________ Вычислительная техника_________________________
Красноярск
2008
Учебная программа дисциплины
составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе_________230000 «Информатика и вычислительная техника»_______
(указывается номер и наименование укрупненной группы)
направления (специальности) _ 230100.62 «Информатика и вычислительная техника»__________________________________________________________________
(указывается номер и наименование направления ( специальности)
Программу составили: _________доцент каф. ВТ Непомнящий О.В.___________
(должность, фамилия, и. о., подпись)
_________зав.каф.ИБ, профессор Вейсов Е.А.___________
(должность, фамилия, и. о., подпись)
ст. преподаватель каф. ВТ Савицкая М.В.__________
(должность, фамилия, и. о., подпись)
Заведующий кафедрой _______ Покидышева Л.И._____________________
(фамилия, и. о., подпись)
«_____»_______________200__г.
Учебная программа обсуждена на заседании кафедры _______________
______________________ Вычислительная техника ______________________
«______» _________________ 200___ г. протокол № _____________
Заведующий кафедрой ____ Покидышева Л.И.__________________________
(фамилия, и. о., подпись)
Учебная программа обсуждена на заседании НМСФ _____________
__________________________________________________________________
«______» __________________ 200___ г. протокол № _____________
Председатель НМСФ __________________________________________
(фамилия и. о., подпись)
Дополнения и изменения в учебной программе на 200 __/200__ учебный год.
В учебную программу вносятся следующие изменения: _____________
__________________________________________________________________
Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _ВТ____
«____» _____________ 200__г. протокол № ________
Заведующий кафедрой __ Покидышева Л.И.____________________________
(фамилия, и.о., подпись)
Внесенные изменения утверждаю:
Директор ИКИТ ______Цибульский Г.М.________________________
(фамилия, и. о., подпись)
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цель преподавания дисциплины
ЦЕЛЬЮ дисциплины является изучение и получение практических навыков в следующих направлениях:
- принципы построения и современные методы проектирования микропроцессорных и микроконтроллерных систем;
- архитектура современных микропроцессоров и микроконтроллеров;
- базовые схемы включения и тестирования МПС;
- программирование микропроцессоров и микроконтроллеров;
- перспективные методики разработки микроэлектронных устройств.
1.2. Задачи изучения дисциплины
В процессе обучения студенты знакомятся с теорией проектирования узлов и элементов микроэлектронных систем, способами организации вычислений и управления на базе современных микропроцессорных и микроконтроллерных средств. Получают навыки в написании программ для встроенных микросистем. Изучают современные аппаратные и программные средства поддержки проектирования микропроцессорных систем. Получают практические навыки разработчика встроенных систем.
В результате изучения специалист по направлению “Информатика и вычислительная техника” в зависимости от вида профессиональной деятельности подготовлен к решению следующих профессиональных задач:
а) научно-исследовательская деятельность:
- анализ состояния научно-технической проблемы, формулирование технического задания, постановка цели и задач исследования объекта на основе подбора и изучения литературных и патентных источников;
- анализ, систематизация и обобщение научно-технической информации по теме исследований;
- выбор оптимального метода и программы исследований, модификация существующих и разработка новых методик, исходя из задач конкретного исследования;
- выбор и преобразование математических моделей явлений, процессов и систем с целью их эффективной программно-аппаратной реализации и их исследования средствами ВТ;
- разработка математических моделей, методов, компьютерных технологий и систем поддержки принятия решений в научных исследованиях, проектно-конструкторской деятельности, управлении технологическими, экономическими, социальными системами и в гуманитарных областях деятельности человека;
- анализ, теоретическое и экспериментальное исследование методов, алгоритмов, программ, аппаратно-программных комплексов и систем;
- анализ и исследование методов и технологий, применяемых на всех этапах жизненного цикла объектов профессиональной деятельности;
- создание и исследование математических и программных моделей вычислительных и информационных процессов, связанных с функционированием объектов профессиональной деятельности;
- разработка и совершенствование формальных моделей и методов, применяемых при создании объектов профессиональной деятельности;
- разработка, совершенствование и применение средств спецификации, методов разработки, стандартов и технологий производства объектов профессиональной деятельности;
- анализ научной и практической значимости проводимых исследований, а также оценка технико-экономической эффективности разработки;
- подготовка результатов исследований для опубликования в научной печати, а также составление обзоров, рефератов, отчетов и докладов;
б) проектно-конструкторская деятельность:
- разработка требований и спецификаций объектов профессиональной деятельности на основе анализа запросов пользователей, моделей предметной области и возможностей технических средств;
- проектирование архитектуры аппаратно-программных комплексов и их компонентов;
- проектирование человеко-машинного интерфейса аппаратно-программных комплексов;
- выбор средств вычислительной техники (ВТ), средств программирования и их применения для эффективной реализации аппаратно-программных комплексов;
- проектирование математического, лингвистического, информационного и программного обеспечения вычислительных систем (ВС) и автоматизированных систем на основе современных методов, средств и технологий проектирования, в том числе с использованием систем автоматизированного проектирования;
в) производственно-технологическая деятельность:
- создание ВС, автоматизированных систем и производство программных продуктов заданного качества в заданный срок;
- тестирование и отладка аппаратно-программных комплексов;
- разработка программы и методики испытаний, проведение испытаний объектов профессиональной деятельности;
- комплексирование аппаратных и программных средств, создание вычислительных систем, комплексов и сетей;
- сертификация объектов профессиональной деятельности;
г) организационно-управленческая деятельность:
- организация процесса исследования и разработки объектов профессиональной деятельности с заданным качеством в заданный срок;
- организация работы коллектива исследователей по проблемам, связанным с объектами профессиональной деятельности;
- планирование исследований и разработки объектов профессиональной деятельности;
- оценка, контроль и управление процессом исследования и разработки объектов профессиональной деятельности;
- выбор технологии, инструментальных средств и средств ВТ при организации процесса исследования и разработки объектов профессиональной деятельности;
- обучение персонала в рамках принятой модели процесса разработки объектов профессиональной деятельности;
- планирование и организация процесса внедрения результатов научных исследований и разработок объектов профессиональной деятельности;
д) эксплуатационная деятельность:
- инсталляция, настройка и обслуживание системного, инструментального и прикладного программного обеспечения, ВС и автоматизированных систем;
- сопровождение программных продуктов, ВС и автоматизированных систем;
- выбор методов и средств измерения эксплуатационных характеристик объектов профессиональной деятельности;
- анализ эксплуатационных характеристик объектов профессиональной деятельности, выработка требований и спецификаций по их модификации;
- эксплуатация опытных или уникальных образцов сложных объектов профессиональной деятельности;
е) педагогическая деятельность:
- преподавание в вузах и средних специальных учебных заведениях дисциплин по профилю направления.
Для компетентного и ответственного решения профессиональных задач:
- умеет формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической деятельности и требующие углубленных профессиональных знаний;
- готов участвовать во всех фазах исследования, проектирования и разработки объектов профессиональной деятельности;
- способен использовать современные методы, средства и технологии исследования и разработки объектов профессиональной деятельности;
- умеет осуществлять сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по заданной теме своей профессиональной деятельности, применять для этого современные информационные технологии;
- способен изучать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области своей профессиональной деятельности;
- взаимодействует со специалистами смежного профиля при исследовании и разработке методов, средств и технологий применения объектов профессиональной деятельности в научных исследованиях и проектно-конструкторской деятельности, в управлении технологическими, экономическими, социальными системами и в гуманитарных областях деятельности человека;
- готов к кооперации с коллегами и работе в коллективе при исследовании и разработке объектов профессиональной деятельности, знаком с методами управления и организации работы исполнителей в процессе производства программных продуктов, ВС и автоматизированных систем;
- умеет на научной основе организовать свой труд, владеет современными информационными технологиями, применяемыми в сфере его профессиональной деятельности;
- способен в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, умеет приобретать новые знания, используя современные информационные образовательные технологии;
- методически и психологически готов к изменению вида и характера своей профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами.
- готов составлять описания проводимых исследований, обрабатывать и анализировать полученные результаты, представлять итоги проделанной работы в виде отчетов, обзоров, докладов, рефератов и статей;
- готов участвовать во внедрении результатов научных исследований и разработанных технических решений и проектов, в оказании технической помощи и осуществления авторского надзора при изготовлении, испытаниях и сдаче в эксплуатацию объектов профессиональной деятельности.
Специалист должен знать:
- постановления, распоряжения, приказы, методические и нормативные материалы по своей профессиональной деятельности;
- специальную научно-техническую и патентную литературу по тематике исследований и разработок;
- информационные технологии, применяемые в научных исследованиях и программные продукты, относящиеся к профессиональной сфере;
- методы исследования и проведение экспериментальных работ;
- методы анализа и обработки экспериментальных данных;
- технические характеристики и экономические показатели лучших отечественных и зарубежных образцов объектов профессиональной деятельности;
- технологию проектирования, разработки и сопровождения объектов профессиональной деятельности;
- методы анализа качества объектов профессиональной деятельности;
- современные средства вычислительной техники, коммуникаций и связи;
- перспективы и тенденции развития информационных технологий;
- порядок, методы и средства защиты интеллектуальной собственности;
- основные требования к организации труда при исследовании и разработке объектов профессиональной деятельности;
- порядок и методы проведения патентных исследований;
- методики оценки технико-экономической эффективности научных и технических разработок;
- основы экономики, организации труда, организации производства и научных исследований;
- основы трудового законодательства;
- правила и нормы охраны труда;
- формы организации образовательной и научной деятельности в высших учебных заведениях.
1.3. Межпредметная связь
| Наименование дисциплины | Раздел | Тема |
| 1 | 2 | 3 |
| Программирование | Программирование на языках высокого уровня | Структура программы на языке высокого уровня. Стандартные типы данных. Операторы языка. Способы конструирования программ. Функции. Создание файла-проекта. Сортировки массивов. Списки: основные виды и способы реализации. Ассемблерные вставки. Среда визуального программирования/ Разработка многомодульных программ. Критерии качества программы. Интерфейс. Дружественность. Жизненный цикл программы. Основы доказательства правильности программы. |
| 1 | 2 | 3 |
| Системное программное обеспечение | Управление устройствами | Программирование ввода/вывода на физическом уровне. Каналы и канальные программы. Состав, назначение и функции программных средств ввода/вывода. Статическое и динамическое распределение устройств. Оптимизация последовательности выполнения запросов. Управляющие таблицы. Виртуальные устройства, спулинг. |
| Цифровая обработка сигналов | Дискретизация сигналов. Дискретные линейные системы. ДПФ и его свойства. Цифровая фильтрация. | Классификация сигналов. Характеристики сигналов. Аналого-цифровое преобразование, взаимосвязь аналоговых, дискретных и цифровых цепей. Дискретизация сигналов и теорема отчетов. Подмена частот. Дискретное преобразование Фурье. Свертка дискретных сигналов (круговая, периодическая). Линейная (апериодическая и секционированная) свертки дискретных сигналов. Вычисление свертки через ДПФ. Быстрое преобразование Фурье (БПФ). Вычисление апериодической (линейной) свертки. Устойчивость и физическая реализуемость ЦФ. Определение и свойства частотной характеристики ЦФ. Требования к частотным характеристикам избирательных фильтров. Этапы проектирования ЦФ. |
| 1 | 2 | 3 |
| Схемотехника ЭВМ | Назначение подсистем аналогового ввода-вьвода. Элементная база аналоговых и аналого-цифровых средств сопряжения с ЭВМ. | Формы представления аналоговых данных. Датчики первичной информации. Схемы предварительной обработки аналоговых сигналов. Цифро-аналоговые преобразователи. Элементы программного обеспечения подсистем аналогового ввода-вывода. Алгоритмы сбора и обработки измерительной информации. Интерфейсы систем сбора данных. |
| Теория автоматов | Представление информации в цифровых автоматах. Основные электронные узлы комбинационного типа. Микропроцессор. | Концепция операционного автомата. Обобщённая структура ОА. Коды представления чисел в ОА ЭВМ. Форматы представления чисел. Дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры. Одноразрядные сумматор и полусумматор. Элементарные автоматы. Регистры. Счётчики. Запоминающие устройства. Организация многокристальной памяти. Принцип микропрограммного управления. Микропрограммные автоматы с жесткой логикой. Управляющие автоматы с программируемой логикой. Блок микропрограммного управления на базе ИС К1804ВУ2. |
| 1 | 2 | 3 |
| Организация ЭВМ и систем | Архитектура простейшей ЭВМ. Представление информации в ЭВМ. Элементы и узлы ЭВМ. Основы низкоуровневого программирования ЭВМ. | Кодирование информации в ЭВМ. Построение функционально законченных узлов ЭВМ. Временные диаграммы работы узлов ЭВМ. Принципы действия ячеек памяти Динамическая память Статическая память Энергонезависимая память. Вектор прерываний. Алгоритм обработки прерываний. Доступ к системному адресному пространству в режиме ПДП. Аппаратное и программное обеспечение обмена информацией. Канал обмена информацией. Контроллеры, основные функции и реализация. |
| Узлы ЭВМ и схемотехника средств сопряжения | Курсовое проектирование | Расчет и проектирование узлов и элементов ЭВМ. |
2. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
| Вид учебной работы | Всего часов (З.единиц) | Семестры | |||
| 8 | | | | ||
| Общая трудоемкость дисциплины | 3,8 (136) | | | | |
| Аудиторные занятия | 1,8 (68) | | | | |
| - лекции | 1 (36) | 36 | | | |
| - практические занятия (ПЗ) | - | | | | |
| - семинарские занятия (СЗ) | - | | | | |
| - лабораторные работы (ЛР) | 1 (36) | 36 | | | |
| - другие виды аудиторных занятии | - | | | | |
| Самостоятельная работа | 1,5 (54) | 54 | | | |
| - изучение теоретического курса (ТО) | 1,17 (42) | 42 | | | |
| - курсовой проект (работа) | - | | | | |
| - расчетно-графические задания (РГЗ) | - | | | | |
| - реферат | 0,33 (12) | 12 | | | |
| - задачи | - | | | | |
| - задания | - | | | | |
| - другие виды самостоятельной работы | - | | | | |
| Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | | Зачет, экзамен | | | |
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Разделы дисциплины и виды занятий
(Тематический план занятий)
должен обладать следующими компетенциями:
а) универсальными:
- общенаучными (ОНК):
- способность научно анализировать проблемы и процессы профессиональной области, умение использовать на практике базовые знания и методы математики и естественных наук (ОНК-1);
- способность приобретать новые математические и естественнонаучные знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОНК-2);
- способность использовать математическую логику для формирования суждений по соответствующим профессиональным, социальным, научным и этическим проблемам (ОНК-3);
- владение методами анализа и синтеза изучаемых явлений и процессов (ОНК-4);
- понимание роли естественных наук в развитии науки и технологии (ОНК-5);
- способность использовать знания о современной физической картине мира и эволюции Вселенной, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ОНК-6);
- понимание роли охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации (ОНК-7).
- инструментальными (ИК):
- способность применять знания на практике, в том числе составлять математические модели типовых профессиональных задач, находить способы их решений и интерпретировать профессиональный (физический) смысл полученного математического результата (ИК-1);
- готовность применять аналитические и численные методы решения поставленных задач (ИК-2);
- способность планировать и проводить физические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения (ИК-3);
- способность использовать знания основных физических теорий для решения возникающих физических задач, самостоятельного приобретения физических знаний, для понимания принципов работы приборов и устройств, в том числе выходящих за пределы компетентности конкретного направления (ИК-4);
- способность использовать языки и системы программирования, инструментальные средства компьютерного моделирования для решения различных исследовательских и производственных задач (ИК-5);
- способность самостоятельно работать в средах современных операционных систем и наиболее распространенных программ компьютерной графики, компиляторов, СУБД (ИК-6);
- способность к письменной и устной коммуникации на государственном языке и необходимое знание второго языка (ИК-7);
- готовность к командной работе в процессе профессиональной деятельности (ИК-8);
- готовность работать с информацией из различных источников (ИК- 9);
- социально-личностными и общекультурными (СЛК)
- приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (СЛК -1);
- использовать этические и правовые нормы, регулирующие отношение человека к человеку, обществу, окружающей среде, основные закономерности и формы регуляции социального поведения, права и свободы человека и гражданина при разработке социальных проектов (СЛК -2);
- критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (СЛК -3);
- собирать, обрабатывать с использованием современных информационных технологий и интерпретировать необходимые данные для формирования суждений по соответствующим социальным, научным и этическим проблемам (СЛК -4) ;
- обладать математической и естественнонаучной культурой как частью профессиональной и общечеловеческой культуры (СЛК-5);
б) профессиональными:
- проектно-конструкторская деятельность:
- разрабатывать бизнес-планы и технические задания на оснащение отделов, лабораторий, офисов компьютерным и сетевым оборудованием (ПКД-1);
- осваивать методики использования программных средств для решения практических задач (ПКД-2);
- разрабатывать интерфейсы «человек-ЭВМ» (ПКД-3);
- разрабатывать модели компонентов информационных систем, включая модели баз данных (ПКД-4);
- проектно -технологическая деятельность:
- разрабатывать компоненты программных комплексов и баз данных, использовать современные инструментальные средства и технологии программирования (ПТД-1);
- научно-исследовательская деятельность:
- обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (НИД-1);
- готовить презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях (НИД-2).
- организационно-управленческая деятельность:
- быть готовым к командному стилю работы - выполнять профессиональные функции в составе коллектива исполнителей (ОУД-1).
- - монтажно-наладочная деятельность
- участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов (МНД-1);
- сопрягать аппаратные и программные средства в составе информационных и автоматизированных систем (МНД-2);
- сервисно-эксплуатационная деятельность
- инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем (СЭД-1).
-
№
п\п
Раздел дисциплины
Лекции
Практические
Лабораторные
Самостоятельная
Формируемые компетенции
1
2
3
4
5
6
7
1.
Раздел 1.
2
4
СЛК, ОНК
2.
Раздел 2.
4
4
3
ИК
3.
Раздел 3.
4
4
3
ИК, ОТК
4.
Раздел 4.
10
8
16
ПСК
5.
Раздел 5.
6
8
12
ПСК
6.
Раздел 6.
2
8
8
ПСК
7.
Раздел 7.
6
4
6
ПСК
8.
Раздел 8.
2
4
ПСК
3.2. Содержание разделов и тем лекционного курса
РАЗДЕЛ 1. Классификация, краткая характеристика
возможностей и применений микропроцессорных средств
Тема 1. Введение – 6 часов (2-аудиторные, 4-самостоятельно)
Цель и задачи курса, его роль в подготовке специалистов по вычислительной технике. Основные исторические сведения развития микропроцессоров. Простейшие микропроцессорные системы. Современные тенденции развития, роль микропроцессоров в научно-техническом прогрессе. Основные исторические сведения о развитии микропроцессоров. Основные микропроцессорные семейства фирмы Intel. Микропроцессор – основа ЭВМ. Классификация микропроцессоров. Понятие о разрядности и системе команд. Основные характеристики и критерии производительности микропроцессора. Архитектура простейших микропроцессорных систем. Структура однокристального МП, состав и назначение элементов. Управляющий автомат простейшей МПС. Алгоритм управляющего автомата. Цикл команды в МПС. Тактирование МП и синхронизация МПС. Слово состояния МП как средство управления системой. Управляющее устройство МП. МПС под управлением первичного автомата. Работа первичного управляющего автомата в режиме прерывания. Работа первичного управляющего автомата в режиме захвата шин. Общие понятия о памяти. Принципы действия ячеек памяти. Кэширование. Карта памяти. Критерии и способы распределения адресного пространства.
РАЗДЕЛ 2. Мультимикропроцессорные системы,
основные конфигурации, области их использования;
Тема 2. Мультизадачные и мультимикропроцессорные системы –
6 часов (4-аудиторные, 2-самостоятельно)
Основные понятия мультизадачности. Микропроцессоры Intel80286, 80386,80486.
Сравнительный анализ этапов развития микропроцессорных технологий и методов организации систем. Основные отличия систем на базе вышеперечисленных процессоров. Обзор систем команд и методов обработки данных. Защищенный режим. режим реальной (прямой) адресации. виртуальный режим 86. сигналы управления шиной для поддержки непротиворечивости кэша. Принцип мультизадачности.
Тема 3. Микропроцессорные системы на основе МП пятого и шестого поколений - 5 часов (4-аудиторные, 1-самостоятельно)
Современные микропроцессорные системы. Принципы распределения системных ресурсов. Основные направления повышения производительности микропроцессорных систем. Сравнительный анализ микропроцессоров пятого и шестого поколений. Микропроцессоры Intel P5-P6. Современные мультипроцессорные системы. Современные технологии и архитектуры (SUN Microsustems – SPARCxx, Hewlett-Packard – PAxx, Motorolla – MCxx, DEC – ALPHAxx и др.). PENTIUM-Processor - Технический обзор. Шестое поколение микропроцессоров. Микропроцессоры Pentium Pro и Pentium II. Особенности микропроцессоров с архитектурой SPARC компании Sun Microsystems. Микропроцессор SuperSPARC. Микропроцессор HyperSPARC. Микропроцессоры PA-RISC компании Hewlett-Packard.
РАЗДЕЛ 3. Организация подсистем обработки, управления,
памяти и ввода-вывода
Тема 4. Интерфейсы микропроцессорных систем.
Контроллеры последовательной и параллельной обработки данных.
Память микропроцессорных систем -
11 часов (8-аудиторные, 3-самостоятельно)
Последовательные интерфейсы. Цифровой, последовательный синхронный и асинхронный ввод-вывод данных. Дуплексный и полудуплексный режим работы. Форматы обмена данными. Интерфейс CAN, RS232-485, I2C, SPI, USB. Международные стандарты и протоколы последовательного обмена данными. Параллельные интерфейсы. Протокол Centronix. Контроллеры стандартных интерфейсов связи. Микропроцессорная память (МПП). Регистровая кэш-память. Основная память. Внешняя память. Требования, предъявляемые к основной памяти. Банк памяти. Разделяемая память адаптера. Динамическая память. Статическая память. Энергонезависимая память. Масочные постоянные запоминающие устройства. Однократно программируемые постоянные запоминающие устройства. Репрограммируемые постоянные запоминающие устройства. Флэш-память. Кэширование и Кэш-память. Первичный кэш. Вторичный кэш. Кэш-контроллер. Три архитектуры кэш-памяти. Карта памяти вычислительной систем.
РАЗДЕЛ 4. Однокристальные микро-ЭВМ и контроллеры,
организация и особенности проектирования систем на их основе
Тема 5. Микроконтроллеры в системах обработки данных -
4 часа (2-аудиторные, 2-самостоятельно)
Общие понятия и принципы построения микроконтроллера. Классические микроконтроллеры архитектуры MSC51. Архитектура, состав и назначение основных узлов микроконтроллеров. Применение микроконтроллеров для реализации типовых схем сбора – обработки данных.
Тема 6. Микроконтроллеры фирмы Intel -
8 часа (4-аудиторные, 4-самостоятельно)
Intel MSC51. Основы проектирования устройств. Состав и назначение основных элементов 8-ми разрядных микроконтроллеров Intel. Обзор системы команд.
Intel MSC196. Сравнительный анализ 16-ти и 8-ми разрядных микроконтроллеров фирмы Intel. Функциональные блоки MSC196. Обзор системы команд. Перспективы развития микроконтроллеров Intel.
Тема 7. AVR-микроконтроллеры фирмы Atmel.- 8 часа (4-аудиторные, 4-самостоятельно)
8-ми разрядные RISC микроконтроллеры фирмы Atmel. Состав и назначение основных групп контроллеров. Обзор основных функциональных узлов. Программирование и система команд. Средства поддержки проектирования для AVR микроконтроллеров. Организация ядра AVR-контроллеров. Программная модель AVR-микроконтроллеров. Периферийные устройства AVR. AVR®-ассемблер. Инструкции процессоров AVR. Директивы ассемблера. Выражения и операнды. Операторы. Функции.
Тема 8. Flash- микроконтроллеры фирмы Motorola - 8 часов (4-аудиторные, 4-самостоятельно)
8-ми разрядные микроконтроллеры фирмы Motorola. Состав и назначение основных групп контроллеров. Обзор основных функциональных узлов. Программирование и система команд. Средства поддержки проектирования для микроконтроллеров Motorola. Отличительные особенности и направления развития семейства НС08. Программная совместимость «снизу вверх» как на уровне исходного текста, так и на уровне объектных кодов с процессорным ядром семейства НС05. Закрытая архитектура. Библиотека периферийных модулей. Центральный процессор CPU08. Объединенное адресное пространство памяти программ, данных и регистров специальных функций периферийных модулей.
Тема 9. Pic - процессоры фирмы Microchip - 6 часов (4-аудиторные, 2-самостоятельно)
Микроконтроллеры фирмы Microchip. Состав и назначение основных групп контроллеров. Обзор основных функциональных узлов. Программирование и система команд. Средства поддержки проектирования для микроконтроллеров PIC. Четыре подсемейства PICmicro: PIC16C5x – базовое (Base-Line) с 12-битной архитектурой, PIC16Cxx – среднее (Mid-Range) с 14-битной архитектурой, PIC17Cxx – старшее (High-End) c 16-битной архитектурой, PIC12Cxx – семейство с 12/14-битной архитектурой в 8-выводных корпусах.
РАЗДЕЛ 5. Основные задачи проектирования
микропроцессорных систем
Тема 10. Современные методы проектирования-отладки микропроцессорных систем - 20 часов (8-аудиторные, 12-самостоятельно)
Аппаратные средства проектирования отладки (Схемные анализаторы, осциллографы смешанных сигналов, схемные эмуляторы и симуляторы, отладочные платы и др.
Программные средства проектирования отладки (IDE-Интегрированная среда разработки, кросс- средства, системы анализа, компиляторы, трансляторы, компановщики, средства поддержки высокоуровневого проектирования и др.)
Методы и приемы проектирования микропроцессорных и микроконтроллерных систем. логические анализаторы, осциллографы смешанных сигналов, различные виды плат развития, схемные симуляторы и эмуляторы, отладочные комплексы, эмуляторы ПЗУ, программаторы. Основные критерии выбора микроконтроллера.
Тема 11. Основы проектирования микропроцессорных систем (типовые устройства) – 6 часов (6-аудиторные, 0-самостоятельно)
Разработка и описание микропроцессорных и микроконтроллерных устройств. Разработка типовых схем сбора – обработки информации. Системы управления датчиками, системы управления вводом с клавиатуры, системы отображения информации, системы управления шаговым двигателем и др.
РАЗДЕЛ 6. Средства разработки и отладки МПС
Тема 12. Перспективные методологии создания микропроцессорных систем. - 16 часа (10-аудиторные, 6-самостоятельно)
Современные средства высокоуровневого проектирования. Языки описания схем VHL, VHDL, VeryLOG и др. Системы высокоуровневого проектирования. Система HLCAD.Системы поддержки проектов. Система DАvE. Прочие системы. Комбинационные групповые методологии создания микропроцессорных систем.
РАЗДЕЛ 7. Микропроцессорные системы с датчиками
Тема 13. Датчики и усилители для нормирования сигналов -
2 часа (2-аудиторные, 0-самостоятельно)