Главная > Рабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе

_____________ А.Ф. Каперко

";____";_____________ 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Наименование дисциплины: Схемотехника
Направление подготовки:230100 Информатика и вычислительная техника

Профиль:Информационно-коммуникационные технологии

Квалификация выпускника:бакалавр

Форма обучения:очная

Факультет:Автоматики и вычислительной техники

Кафедра: Информационно-коммуникационные технологии

Москва 2011

1. Цели и задачи дисциплины: Целью дисциплины является изучение студентами цифровых электронных узлов вычислительной техники. Задачами дисциплины является изучение методов построения, типовых схемотехнических решений и методов схемотехнического проектирования цифровых электронных устройств.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Курс «Схемотехника» относится к базовому циклу и читается на 5 семестре.

Предшествующие дисциплины:

Математический анализ, Физика, Электротехника, Электроника, Информатика, Математические основы информатики, Теория автоматов.

Дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей:

Микропроцессорные системы, Схемотехника функциональных узлов, Проектирование функциональных узлов, Проектирование специальных систем обработки информации.

___________________________________________________________________________

(указывается цикл, к которому относится дисциплина; формулируются требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для ее изучения; определяются дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей)

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

ОК-1, ОК-2, ОК-6, ОК-12, ПК-2, ПК-6, ПК-7, ПК-9, ПК-10, ПК-11

_________________________________________________________________________

(указываются в соответствии с ФГОС ВПО)

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

- принципы построения функциональных узлов комбинационного типа;

- принципы построения функциональных узлов последовательностного типа;

- программируемые логические матрицы и программируемую матричную логику;

- схемотехнику запоминающих устройств;

- основы функционально-логического проектирования цифровых устройств;

- нормативно-технические документы по правилам оформления схем электрических;

Уметь:

- анализировать функциональные элементы цифровой электроники;

- проектировать типовые функциональные узлы;

- разрабатывать типовые запоминающие устройства;

- использовать программируемые логические матрицы и программируемую матричную логику при функционально-логическом проектировании.

Владеть:

- методами функционально-логического проектирования;

-  методами анализа цифровых элементов;

- навыками оформления схемотехнической документации;

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Всего часов / зачетных единиц

Семестры

5

Аудиторные занятия (всего)

72

72

В том числе:

-

-

Лекции

36

36

Практические занятия (ПЗ)

18

18

Семинары (С)

0

0

Лабораторные работы (ЛР)

18

18

Самостоятельная работа (всего)

108

108

В том числе:

-

-

Курсовой проект (работа)

0

0

Расчетно-графические работы

0

0

Реферат

0

0

Другие виды самостоятельной работы

72

72

Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

Э

Общая трудоемкость часы

зачетные единицы

180

180

5

5

(Виды учебной работы указываются в соответствии ООП)

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение в схемотехнику ЭВМ

Основные понятия, термины и определения. Виды сигналов. Идеальные источники тока и напряжения.

2.

Синхронизация в цифровых устройствах

Состязания сигналов в цифровых схемах и причины их появления. Анализ цифровых схем на состязания. Устранение состязаний. Синхронизация работы цифровых схем. Однотактные и многотактные системы синхронизации.

3.

Функциональные узлы комбинационного типа

Реализация булевых функций на элементах ЭВМ. Задачи анализа и синтеза схем ЭВМ. Анализ комбинационных схем. Синтез комбинационных схем: мультиплексор, равнозначность, шифратор, дешифратор, преобразователь кодов, схемы сравнения двоичных кодов, схемы получения двоичного дополнения. Использование мультиплексоров и дешифраторов для реализации логических функций. Одноразрядные и многоразрядные комбинационные сумматоры. Сумматоры с ускоренным переносом. Арифметико-логические устройства.

4.

Функциональные узлы последовательностного типа

Методы синтеза асинхронных и синхронных последовательностных схем.

Триггеры

Классификация. Таблица внешних переходов. Асинхронные и синхронные, двухступенчатые триггерные схемы. RS, T, D, DV, JK – триггеры в интегральном исполнении.

Регистры

Регистры и их назначение. Регистры хранения и сдвига. Универсальные регистры. Методы контроля работы регистров. Кольцевые распределители на основе регистров. Кодеры и фильтры циклических кодов. Регистровая память. Типовые интегральные схемы регистров.

Счетчики

Счетчики и их назначение. Двоичные счетчики с последовательным и параллельным переносом. Синхронные и асинхронные счетчики. Суммирующие, вычитающие и реверсивные счетчики. Счетчики по произвольному модулю пересчета. Двоично-десятичные счетчики. Делители частоты. Типовые интегральные схемы счетчиков.

5.

БИС и СБИС с программируемой структурой.

Программируемые логические матрицы, программируемая матричная логика.

Постоянные и программируемые постоянные запоминающие устройства. Генерация сигналов и символов. Реализация комбинационной и последовательностной логики. ПЗУ в арифметических устройствах. Программируемые логические матрицы и их разновидности. Синтез комбинационных и последовательностных схем на ПЛМ. Области применения устройств программируемой логики.

Типовые интегральные схемы постоянных запоминающих устройств и программируемых логических матриц.

6

Базовые матричные кристаллы, оперативно-перестраиваемые FPGA

Матричные БИС. Схемные и конструктивные особенности матричных БИС. Структура базовых ячеек матричных БИС. Библиотеки типовых функциональных элементов для матричных БИС. Особенности проектирования схем на основе матричных БИС. Программируемые логические интегральные схемы. Принципы их построения и способы программирования для выполнения заданных функций. Программируемые пользователем вентильные матрицы. Логические блоки, блоки ввода - вывода, системы межсоединений. Области применения. Типовые интегральные схемы базовых матричных кристаллов и программируемых интегральных схем.

7.

Схемотехника запоминающих устройств

Классификация ЗУ. Схемотехника ячеек хранения статического и динамического типов, комплементарных структур в больших интегральных схемах. ЗУ биполярного типа и на МДП-структурах. Масочные, прожигаемые ПЗУ, ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием.

БИС постоянных, репрограммируемых и ассоциативных ЗУ.

8.

Автоматизация функционально-логического этапа проектирования цифровых узлов и устройств.

Этапы и методы проектирования цифровых узлов и устройств ЭВМ. Основы интегрированной системы автоматизированного проектирования. Подсистемы схемотехнического проектирования (моделирование компонент, моделирование, анализ и оптимизация схем) и конструкторского проектирования (топология схемы, металлизации). Схемотехнический анализ, логическое моделирование, верификация и разработка топологии матричных БИС. Автоматизация программирования программируемых логических ИС.

(Содержание указывается в дидактических единицах. По усмотрению разработчиков материал может излагаться не в форме таблицы)

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми

(последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

1.

Аналоговая схемотехника

2.

Микропроцессорные системы

+

+

+

+

3.

Схемотехника функциональных узлов

+

+

+

+

+

4.

Проектирование функциональных узлов

+

+

+

+

+

+

+

5.

Основы проектирования функциональных узлов обработки информации

+

+

+

+

+

+

+

6.

Проектирование специальных систем обработки информации

+

+

+

+

+

+

+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин.

СРС

Все-го

1.

Введение в схемотехнику ЭВМ

2

0

0

0

0

2

2.

Синхронизация в цифровых устройствах

2

2

0

0

10

14

3.

Функциональные узлы комбинационного типа

6

4

4

0

15

29

4.

Функциональные узлы последовательностного типа

6

4

4

0

20

34

5.

БИС и СБИС с программируемой структурой.

Программируемые логические матрицы, программируемая матричная логика.

6

2

4

0

10

22

6.

Базовые матричные кристаллы, оперативно-перестраиваемые FPGA

4

2

0

0

10

16

7.

Схемотехника запоминающих устройств

6

2

0

0

15

23

8.

Автоматизация функционально-логического этапа проектирования цифровых узлов и устройств.

4

2

6

0

28

40

6. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(часы/зачетные единицы)

1.

2

Исследование характеристик ТТЛ и КМДП элементов

4

2.

3

Моделирование функциональных узлов комбинационного типа

4

3.

4

Моделирование функциональных узлов последовательностного типа

4

4.

8

Исследование подсистем схемотехнического проектирования (моделирование элементов, моделирование, анализ и оптимизация схем)

6

7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)_______________________________

_____________________________________________________________________________

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001.

2. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учебное пособие для вузов. – СПб.: Политехника, 1996.

  1. Каган Б.М. ЭВМ и системы: учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

  2. Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. – М.: Высшая школа, 1991.

  3. Быстродействующие матричные кристаллы БИС и СБИС. Теория и проектирование/ под ред. Б.Н. Файзуллаева. – М.: Радио и связь, 1992

6. М.Кауфман, А.Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. В 2-ч. Т.1: Пер с англ./ под ред. Ф.Н.Покровского. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

  1. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов. – 2-е изд., испр. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003.

  2. Ф.Дж.Пейтон, В.Волош Аналоговая электроника на операционных усилителях. – М.: БИНОМ, 1994.

б) дополнительная литература

  1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, в 3-х томах. Пер. с англ. 2-ое изд. - М.: Мир, 1993.

  2. Базовые матричные кристаллы и матричные БИС./ В.Г.Домрачев и др. - М.: Энергоатомиздат, 1992.

  3. Логические ИС КР1533, КР1534: Справочник / И.И.Петровский и др. ТОО ";Бином";, 1993.

  4. Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП: Справочник. - М.: Ягуар, 1993.

5. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник./ П.П.Мальцев и др. - М.:Радио и связь, 1994.

  1. Программируемые логические ИМС на КМОП-структурах и их применение./ П.П.Мальцев, Н.И. Гарбузов, А.П.Шарапов, Д.А.Кнышев. - М.: Энергоатомиздат, 1998.

7. Применение интегральных микросхем памяти: Справочник /под ред. А.Я.Гордонова. – М.: Радио и связь, 1990.

в) программное обеспечение

Программа схемотехнического моделирования Qucs. Программа схемотехнического проектирования электронных устройств MicroCap. Программы Pc-Lab 2000 фирмы Velleman Instruments для поддержки электронных измерительных приборов.

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

Информационно-справочные системы фирм-производителей электронных компонентов.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Лаборатория, оснащенная ПК с ОС Windows XP и выше. Измерительная аппаратура: электронные измерительные системы фирмы Velleman Instruments; электронные осциллографы С1-67; лабораторные стенды УМ-11 для исследования цифровых элементов и устройств.

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

_____________________________________________________________________________

(указываются рекомендуемые модули внутри дисциплины или междисциплинарные модули, в состав которых она может входить, образовательные технологии, а также примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации)

Образовательные технологии

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации

Составитель: / Сафонов С.Н. /

Рецензент: / /

Заведующий кафедрой ИКТ / Азаров В. Н. /

Декан факультета АВТ: / Петросянц К.О. /



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Москва 2011 1 цели и задачи дисциплины (2)

    Рабочая программа
    ... техники Кафедра: Информационно-коммуникационные технологии Москва2011 1. Цели и задачидисциплины: Цель – изучение базовых принципов построения ... систем сбора и обработки информации. Задачидисциплины – подготовка бакалавра, способного самостоятельно ...
  2. Москва 2011 1 Цели и задачи дисциплины

    Рабочая программа
    ... техники Кафедра: Информационно-коммуникационные технологии Москва2011 1. Цели и задачидисциплины: Обучить студентов рационально выбирать и ... состав адекватные задачам интерфейсы взаимодействия составных частей системы. 2. Место дисциплины в структуре ...
  3. Москва 2011 1 Цели и задачи дисциплины (1)

    Рабочая программа
    ... Кафедра: Информационно-коммуникационные технологии Москва2011 1. Цели и задачидисциплины: Цельюдисциплины является изучение студентами аналоговых ... в средствах вычислительной техники . Задачамидисциплины является изучение методов построения, типовых ...
  4. Москва 2011 1 Цели и задачи дисциплины (4)

    Рабочая программа
    ... Кафедра: Информационно-коммуникационные технологии Москва2011 1. Цели и задачидисциплины: Цельюдисциплины является изучение студентами аналоговых ... в средствах вычислительной техники . Задачамидисциплины является изучение методов построения, типовых ...
  5. Цели и задачи дисциплины (12)

    Документ
    Цели и задачидисциплины: 1.1. ЦельЦель преподавания дисциплины - формирование у студентов информационно-библиографической компетентности, т. е. ... . - Введ. 2012–09–01. – Москва : Изд-во стандартов, 2011. Земсков, А. И. Электронная информация ...

Другие похожие документы..