Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Сучасні комп’ютерні технології конструювання електронно-обчислювальних засобів
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Електронні апарати
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Системи автоматизованого проектування ЗВТ
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО НАУКИ І ОСВІТИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”
“Затверджую”
декан факультету електроніки
__________проф._Жуйков_В.Я.
(підпис) (прізвище, ініціали)
“___”________________2009р.
НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ
“Сучасні комп’ютерні технології конструювання електронно-обчислювальних засобів”
для напрямку підготовки – 0910 “Електронні апарати”
спеціальність (6.091.001) – “Виробництво електронних засобів”
Ухвалено методичною комісією
Програму рекомендовано кафедрою
факультету електроніки
Конструювання та виробництва
Протокол №___від___________
електронно-обчислювальної
Голова методичної комісії
апаратури
Красильніков О.І.
Завідувач кафедрою
О.І. Лисенко
(підпис) (ініціали, прізвище)
Київ 2009
І. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Дана дисципліна відноситься до циклу предметів спеціалізації, направлених на здобуття студентами знань, умінь та навичок побудови та використання сучасних методів та пакетів інструментальних програм інженерного проектування електронних ланцюгів та систем, які застосовуються в електронно-обчислювальній апаратурі. Серед таких інструментальних засобів особливий наголос робиться на існуючі системи автоматизованого проектування електронних схем, вивчаються їх можливості, галузі застосувань та обмеження.
До забезпечуючих дисциплін відносяться такі: “Аналогова та цифрова електроніка”, “Функціонально-логічне проектування” та “Моделювання електронних схем та систем”.
Мета вивчення дисципліни – підготовка студентів у галузі розробки та проектування цифрових електронних схем електронно-обчислювальної апаратури з використанням ПЕОМ.
В результиті вивчення курсу, студент має набути вміння і навички проектування комбінаційних, послідовних схем та складних цифрових систем з використанням сучасного підходу, щодо мінімізациї та уніфикації схем, та використання модульної архітектури.
Мета викладання дисципліни – підготовка студентів у галузі розробки та проектування цифрових електронних схем електронно-обчислювальної апаратури з використанням ПЕОМ.
Типові задачі діяльності та проблеми, вирішенню яких повинен навчитися студент полягають у наступному:
підбір необхідного комплексу машинних засобів проектування цифрових електронних схем ЕОЗ для ефективного розв’язання конструкторських задач
оцінка та вибір функціональних компонентів САПР, які дозволяють ефективно розв’язати поставлені конструкторські задачі
побудова ефективного плану машинних експериментів
ведення проектування в інтерактивному режимі
інтерпретація результатів аналізу, отриманих внаслідок виконання машинних експериментів
внесення коректив до вхідних даних з метою отримання результатів, які задовольняють умовам фізичної реалізації
Завдання вивчення дисципліни полягають у отриманні студентами наступних знань, навичок та вмінь:
вміти виконувати розрахунки електричних параметрів електронних ланцюгів електронно-обчислювальних засобів на ПЕОМ з використанням стандартного пакету програм OrCAD 9.2 (та більш високих версій), Quartus 6.0 (та більш високих версій) або іншого аналогічногоих за своїми функціональними можливостями пакетів;
вміти виконувати проектування цифрових схем (автоматів), використовуючи мову Verilog – модульна мова високого рівню
вміти вибирати за функціональним складом та можливостями необхідний пакет програм для проектування електронного ланцюга, відповідно до характеру задач, які мають бути розв’язані
мати навички формалізувати задачі для машинного аналізу, які витікають із загальної проблеми, яку необхідно вирішувати на ПЕОМ;
знати найважливіші принципи та методи, які реалізовані в стандартних програмах аналізу електронних схем, а також обмеження та принципові можливості таких пакетів
мати навички та вміти правильно інтерпретувати результати аналізу, отримані при моделюванні на ПЕОМ
вміти проводити критичний аналіз можливих варіантів машинного аналізу електронних ланцюгів та обґрунтовано вибирати оптимальний варіант, відповідно до мети проектування;
знати методики цілеспрямованого пошуку найкращого варіанту проекту та вміти ними користуватися
вміти вносити корективи в проект та початкові дані для отримання необхідних параметрів системи, що проектується
вміти здійснювати контроль за процесом проектування та вносити корективи до проекту в інтерактивному режимі
вміти оцінювати складність та специфічні особливості задачі розрахунку електронного ланцюга та обґрунтовано вибирати відповідні математичні методи та програми машинного проектування
володіти навичками формування моделей станів електронних ланцюгів для виконання схемотехнічних розрахунків
вміти користуватися стандартними бібліотеками активних та пасивних компонентів електронних ланцюгів, що входять до стандартних пакетів програм машинного аналізу
Форма
навчання
Семестри
Всього
кред./годин
Розподіл навчального часу за видами занять
Семестрова
атестація
Лекції
Практичні заняття
Семінари
Лабораторні роботи
Комп’ютерний
практикум
СРС
Денна
9,10
8.5/306
90
36
36
198
екз,, зал
2. ЗМІСТ КУРСУ
Розділ І. Основи алгебри логіки та теорії перемикальних функцій.
Тема 1.1. Основні аксіоми,тереми і тотожності бульової алгебри
Тема 1.2. Типи перемикальних схем
Розділ 3. Проектування комбінаційних схем
Тема 2.1. Перемикальні функції та способи завдання законів функцонування
Тема 2.2. Мінімізація перемикальних функцій
Тема 2.3. Не повністю визначенні перемикальні функції
Тема 2.4. Отримання мінімальних кон’юктивних форм
Тема 2.5. Вентильна реалізація КС
Розділ 3. Комбінаційні вузли електроних пристроїв
Тема 3.1. Суматори
Тема 3.2. Мультиплексори
Розділ 4. Послідовні схеми
Тема 4.1. Типи автоматів. Способи завдання закону функціонування автомату
Тема 4.2. Мінімізація автоматів
Тема 4.3. Кодування станів автоматів. Перегони.
Тема 4.4. Визначення функції збудження елементів памяті та виходів. Отримання принципової схеми атомату
Тема 4.6. Методика проектування асинхронних автоматів.
Тема 4.6. Асинхронні автомати. Приклади.
Тема 4.7. Методика проектування сихронних автоматів. Приклади
Розділ 5. Мова проектування AHDL
Тема 5.1. Загальна характеристика мов опису цифрової апаратури
Тема 5.2. Використання чисел та констант, шаблони проектування, приклади
Тема 5.3. Комбінаторна логіка в AHDL.
Тема 5.4. Послідовна логіка в AHDL.
Тема 5.5. Кінцеві автомати в AHDL.
Тема 5.6. Приклад виконання ієрархічного проекту
Розділ 6. Проектування складних цифрових систем
Тема 6.1. Оперційні атомати
Тема 6.2. Організація операційних автоматів.
Тема 6.3. Приклад побудови операційного автомату.
3. ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ
Не предбачені навчальною програмою.
4. СЕМІНАРСЬКІ ЗАНЯТТЯ
Не передбачені навчальною програмою.
5. ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ
Мета виконання лабораторного практикуму полягає у придбанні практичних знань та навичок використання пакетів програм схемотехнічного проектування для розв’язання інженерних задач проектування цифрових ланцюгів електронно-обчислювальних засобів.
Лабораторні роботи виконуються за такими темами:
1. Типи аналізу в системі OrCAD. Аналіз Bias Point: аналіз схеми в робочій точці; Аналіз DC Sweep: аналіз схеми на постійному струмі
2. Типи аналізу в системі OrCAD. Аналіз Domain Transient Sweep: аналіз схеми в часовому інтервалі; аналіз AC Sweep: аналіз схеми на змінному струмі
3. Типи аналізу в системі OrCAD. Аналіз Parametric Sweep: параметричний аналіз схеми; статистичні типи аналізу схем (Monte Carlo/Worst case analysis)
4. Вирішення проблем оптимізації параметрів схем; робота з програмою оптимізації PSpice Optimizer
5. Знайоство з системою проектування Quartus II
6. Використання чисел та констант, шаблони проектування, приклади
7. Комбінаторна логіка в Verilog
8. Послідовна логіка в Verilog
9. Кінцеві автомати в Verilog
10. Ієрархічні проекту
6. ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ
Головна мета виконання індивідуальних завдань (тобто завдань на курсові проекти) полягає у оволодінні студентами практичних вмінь та навичок у самостійному виборі методів та програмних засобів проектування цифрових пристроїв та систем, які є складовими функціональними компонентами електронно-обчислювальних засобів, та ефективного використання цих засобів для реалізації заданих електричних характеристик схеми.
Кожен студент отримує технічне завдання у вигляді принципової електричної схеми цифрового вузла (наприклад, інтегральної схеми цифрового автомату), у якій номінали деяких компонентів визначені приблизно – номінали задані в певному діапазоні. Задача полягає у постановці машинного експерименту, у ході якого студент вивчає особливості схеми, її функціональні можливості, та визначає діапазони зміни вторинних параметрів при варіації величин пасивних компонентів та окремих параметрів моделей активних компонентів. Таким чином виконується настройка схеми на задані вторинні параметри, і власне її проектування.
Подібний принцип проектування є наближеним до тих методів, які використовуються в реальному виробництві електронних систем, і має назву параметричний синтез.
Формально у межах виконання завдання курсового проекту студент має виконати:
машинні експерименти по вивченню поведінки даної йому схеми цифрового пристрою;
виконати машинний параметричний синтез цифрового пристрою;
проаналізувати можливі варіанти, які можуть визначитися у процесі дослідження схеми;
обґрунтовано вибрати найкращий варіант;
зробити висновки по роботі, у яких оцінити можливості та обмеження запропонованої йому схеми та області її застосування.
7. КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ
Окремі контрольні роботи програмою не передбачені. Поточний контроль знань здійснюється на лабораторних заняттях заняттях в академічних групах. Крім цього, в 9-му семестрі передбачено виконання самостійної роботи на тему "Синтез тригера" згідно з індивідуальним завданням у вигляді таблиці переходів; у 10-му семестрі - самостійна робота на тему "Синтез операційного автомату" згідно індивідуального завдання.
8. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
Методика вивчення даної дисципліни враховує як специфіку дисципліни, так і той факт, що вона викладається на заключному 5-му курсі підготовки фахівців.
Студенти 5-го курсу вже володіють широким арсеналом знань, умінь та навичок за обраним фахом, які вони здобули на попередніх чотирьох роках професійної підготовки у вузі. Це дає змогу посилити елементи самостійності у вивченні дисципліни, а також спиратися у викладанні на предмети, суміжні з даним. Враховуючи ці обставини, при вивченні дисципліни досить значна кількість аудиторних годин виділяється на виконання лабораторного практикуму, де студентам надається можливість самостійної роботи на комп’ютерах по виконанню завдань лабораторного практикуму, завдань на курсові проекти та самостійні роботи
Деякі теми учбового плану безпосередньо є продовженнями відповідних тем забезпечуючи дисциплін.
Можна вважати також за доцільним окремим студентам надавати індивідуальні завдання на розробку тих чи інших інструментальних програм проектування, а також розробку цифрових систем підвищеної складності. Подібні теми можуть бути продовжені як теми дипломних проектів та теми магістерських робіт.
Можна рекомендувати також виконання комплексних курсових проектів найбільш здібним студентам, тобто завдань, які виконуються не одним, а кількома студентами. Такі групові роботи дуже корисні для тих студентів, які схильні до творчості, вони моделюють ситуації, наближені до виробничих, коли над проектом працюють кілька інженерів.
9.НАВЧАЛЬНО МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ
В цьому розділі наводиться перелік літератури, яка пропонується студентам для вивчення основної частини предмету (список основної літератури), а також поглибленого вивчення окремих його розділів (список додаткової літератури).
Основна література
Скляров В.А., Новиков С.В., Ярмолик В.Н. Автоматизация проектирования ЭВМ. – Минск: Вышэйшая школа, 1990. – 356 с.
Потёмкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики.- М.: Энергоатом издат, 1988.
Прикладная теория цифровых автоматов/К.Г.Самофалов и др.- К.: 1987.
Цифровая и вычислительная техника/Под ред. Э.В. Евреинова.- М.: Радио и связь, 1991.
Рябенький В.М., Ушкаренко О.О. MAX+plusII. Основи проектування цифрових пристроїв на ПЛІС.- К.: “Корнійчук”, 2004.
Додаткова література
Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.-М.: Радио и связь, 1987.
Аналоговая и цифровая электроника ( Полный курс ): Учебник для вузов/Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; Под ред. О.П. Глудкина.- М.: Горячая линия – Телеком, 2002.
О.Н. Партала Цифровая электроника. Издание 2-е, дополненное – СПб: Наука и Техника, 2001.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург, 2004.
Валиев К.А., Орловсикй А.А. Элементная база высокопроизводительных ЭВМ. – Вестник АН СССР, 1982, № 3, С.62-75.
Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. – Москва: «Солон», 1999. – 698 с.
Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. – Москва: ВШ, - 1985. – 272 с.
Робочу навчальну програму дисципліни “Сучасні комп’ютерні технології конструювання електронно-обчислювальних засобів” склав старший викладач кафедри КЕОА Губар Вячеслав Григорович.
05.05.2013 20:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора