Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ПТЦА
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Комп'ютерна інженерія
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Конспект лекцій
Предмет:
ПТЦА
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Харківський національний університет радіоелектроніки
"ЗАТВЕРДЖУЮ"
Декан факультету КІУ
___________(Хаханов В.І.)
(підпис, прізвище, ініціали)
"____" ____________2009 р.
Р О Б О Ч А П Р О Г Р А М А
З дисципліни “Прикладна теорія цифрових автоматів”
Для напряму 0915 – “Комп’ютерна инженерія”
Факультет Комп’ютерної инженерії та управління
Кафедра Автоматизованого проектування обчислювальної техніки
1 НОРМАТИВНІ ДАНІ З ДИСЦИПЛІНИ
Семестр 3
Семестр 4
Характеристика дисципліни
Кількість годин
90
144
Цикл: професійно-орієнтованих
Форма навчання: денна
Курс: 2
Семестр: 3, 4
Дисципліна вивчається з 2009р.
Кількість залікових кредитів (ECTS)
2,5
4
Аудиторних занять
46
лк
пз
лб
74
лк
пз
лб
24
6
16
40
14
20
Самостійна робота
44
70
Курсовий проект
–
–
Форма контролю
зал.
ісп.-к
Робоча програма розроблена на підставі освітньо-професійної програми підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр за напрямом «Комп’ютерна інженерія» затвердженої наказом МОН України від 15.06.2004 р. № 488.
Робочу програму розробив доц. каф.АПОТ Кулак Е. М.
посада П І Б
“__27__”_08__2009 р.
Затверджено на засіданні кафедри АПОТ.
Протокол № 1 від 31. 08. 2009 р.
Узгоджено
зав. кафедрою АПОТ ___________ проф. Кривуля Г. Ф.
(підпис)
зав. профілюючою кафедрою ___________ проф. Руденко О. Г.
(підпис)
Ухвалено вченою радою факультету КІУ
Протокол № __ від “__”____ 2009 р.
Навчальний графік з дисципліни
“Прикладна теорія цифрових автоматів” для напряму 0915 – “Комп’ютерна інженерія”
осінній семестр
ВИДИ ЗАНЯТЬ
НАВЧАЛЬНІ ТИЖНІ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Лекції
обсяг, год
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Лаборат. роботи
обсяг, год
4
4
4
4
Практичні заняття
обсяг, год
2
2
2
Самост. робота студентів
обсяг, год
Точка контролю
+
Курсовий проект
консультація
точка контролю
Консультації
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Строки проведення заліків, іспитів
зал
весняний семестр
ВИДИ ЗАНЯТЬ
НАВЧАЛЬНІ ТИЖНІ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Лекції
обсяг, год
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Лаборат. роботи
обсяг, год
4
4
4
4
4
Практичні заняття
обсяг, год
2
2
2
2
2
2
2
Самост. робота студентів
обсяг, год
Точка контролю
+
+
Курсовий проект
консультація
точка контролю
Консультації
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
10
11
Строки проведення заліків, іспитів
ісп.к
2 МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ
2.1 Мета навчальної дисципліни
Метою курсу є одержання знань в області логічних основ проектування цифрових схем і в області методів синтезу й аналізу цифрових автоматів.
2.2 Завдання дисципліни
За результатом вивчання дисципліни студенти повинні:
ЗНАТИ:- основні логічні функції й логічні елементи МІС рівня, що їх реалізують;
- позитивну та негативну логіку;
- основні методи мінімізації булевих функцій та систем булевих функцій;
- основи кубічного вирахування;
- базиси Пирса та Шеффера
- комбінаційні схеми СІС рівня
- комбінаційні компоненти схем, що програмуються (PLM, PAL, LUT)
- елементарні автомати (тригери);
- типи кінцевих автоматів і способи їхнього подання;
- принцип мікропрограмування,
- структурні мікропрограмні автомати й метод їх канонічного синтезу;
- основи автоматизованого синтезу цифрових автоматів.
ВМІТИ: - уміти мінімізувати булеві функції і системі булевих функцій з використанням карт Карно (окрема мінімізація)
- уміти мінімізувати булеві функції і системі булевих функцій методом Квана-Мак-Класкі (сумісна мінімізація);
- переходити від булевого базису до базисів Шеффера та Пирса;
- будувати кубічні покриття по картам Карно і таблицям істинності;
- синтезувати комбінаційні схеми;
- становити таблиці переходів, графи переходів, матриці переходів та характеристичні функції переходів для різних типів синхронних і асинхронних тригерів;
- виконувати розмітку граф-схеми алгоритмів для автоматів Милі, Мура;
- становити таблиці переходів, графи переходів для автоматів Мілі, Мура;
- виконувати канонічний синтез автоматів по граф-схемі алгоритму;
- становити описи комбінаційних схем, тригерів та автоматів мовою опису апаратури VHDL;
- користуватися середовищем Project Navigator пакета Xilinx ISE 10.1 для програмування FPGA на платі Spartan-3E Starter Kit фірми Xilinx.
3 ПЕРЕЛІК ЗАБЕЗПЕЧУЮЧИХ ДИСЦИПЛІН
Забезпечуюча дисципліна
Використовуєть-ся
в семестрі
Семестр
Назва
Розділ
1
Дискретна математика
Алгебра Буля. Мінімізація БФ Теорія графів.
3, 4
2
Комп’ютерна арифметика
Алгоритмі сумування двійкових чисел
4
3
Теория інформації і кодування
двійкові, двійково-десяткові коди
3,4
4 СТРУКТУРА ЗАЛІКОВИХ КРЕДИТІВ
4.1 Розподіл обсягу змістовних модулів за видами занять
4.1.1 Осінній семестр
Змістов. мод.
Назва та зміст змістовного модулю
Розподіл часу за видами занять, год.
Рейт. оцінка в балах (макс.)
лк
лб
пз
срс
кз
1
2
3
4
5
6
7
8
1
1 Введення
З історії розвитку прикладної теорії цифрових автоматів. Мета й структура курсу. Подання інформації в цифрових пристроях. Бінарна логіка. Сучасні інтегральні технології.
2
1
2 Комбінаційна логіка
2.1 Основи логічного синтезу комбінаційних схем
Логічні функції й елементи И, АБО, НЕ та ін., таблиці істинності, умовні позначки. Булеви рівняння. Перехід від булевих рівнянь до комбінаційної схеми. Тимчасові діаграми. Оцінки апаратурних затрат по Квайну. Логічні базиси Шеффера й Пірса. Перехід від базису Буля до базисів Шеффера й Пірса. Інтегральні схеми, негативна і позитивна логіка. Основи кубічного вирахування.
6
1
4
2.2 Мінімізація булевих функцій
Мінімізація булевих функцій методом карт Карно. Мінімізація булевих функцій методом Квайна-Мак-Класки. Системи булевих функцій. Мінімізація систем булевих функцій. Автоматизація проектування. VHDL-опис комбінаційних схем. Перехід від системи булевих рівнянь до комбінаційних схем. Вентильний рівень подання схем.
6
8
1
12+6=
18
2.3 Стандартні комбінаційні схеми
Суматори, мультиплексори, демультиплексори, шифратори, дешифратори,. VHDL-опис стандартних комбінаційних схем. Функціонально-блоковий рівень подання схем.
2
4
2
7+6=13
2.4 Програмувальна комбінаційна логіка
Програмувальні логічні матриці (PLA). Програмувальна матрична логіка (PAL). Мультиплексна логіка.
2
1
3 Послідовностна логіка
3.1 Тригери
Тригери типа D, T, JK, RS с прямими й інверсними входами. Двоступінчастий тригери. Асинхронні й синхронні тригери. Синхронізація тригерів за рівнем і по фронті. Способи опису, схеми й VHDL-Моделі тригерів. Регістри паралельні й послідовні.
6
4
2
9
Підсумок
24
16
6
Всього
24
16
6
46
4.1.2 Весняний семестр
Змістов. мод.
Назва та зміст змістовного модулю
Розподіл часу за видами занять, год.
Рейт. оцінка в балах (макс.)
лк
лб
пз
срс
кз
1
2
3
4
5
6
7
8
4 Абстрактні автомати
4.1 Абстрактній цифровій автомат
Визначення цифрового абстрактного автомату. Поняття внутрішнього стану. Елементарні та складні автомати. Типи автоматів - Мили, Мура, С-автомат. Засоби завдання складних цифрових автоматів. Табличний спосіб завдання автоматів. Граф переходів автоматів. Дерево функціонування автомату.
4
1
3
4.2 Перетворювання абстрактних цифрових автоматів
Мінімізація кількості внутрішніх станів автоматів. Поняття еквівалентності внутрішніх станів. Алгоритм мінімізації Ауфенкампа – Хона. Алгоритми переходу від автомату Мілі до автомату Мура та зворотно.
2
1
2
5 Структурний синтез елементарних цифрових автоматів
Тригер - елементарній автомат Мура. Канонічний метод структурного синтезу елементарних автоматів. Синтез асинхронних та синхронних тригерів на основі RS та R*S* тригерів.
6
4
4
11
6 Структурний синтез складних автоматів
6.1 Операційний і керуючий автомат
Концепція операційного і керуючого автоматів. Принципи мікропрограмування. ГСА, змістовна ГСА.
4
2
Підсумок
16
4
6
18
3
6.2 Канонічний метод структурного синтезу складного мікропрограмного ЦА (з жорсткою логікою)
Канонічний метод синтезу мікропрограмних автоматів Мили та Мура. Побудова закодованої граф-схеми алгоритму. Оцінка внутрішніх станів. Побудова зворотної (прямої) структурної таблиці. Кодування внутрішніх станів (з метою мінімізації апаратурних витрат; кодування проте змагань). Побудова й мінімізація системи функцій порушення елементів пам'яті й виходів. Синтез схеми автомата в заданому базисі. Змагання в ЦА.
10
12
8
25+
6=
31
10
6.3 Автоматизація проектування мікропрограмних автоматів Мілі та Мура
Автоматизований підхід до синтезу мікропрограмних автоматів Мілі та Мура. Знайомство з принципом організації програмувальних логічних схем CPLD и FPGA.
6
4
7
7 Операційні автомати
Структурна організація операційних автоматів. Операційні автомати типу І та типу М. Еквівалентні мікрооперації та узагальнені оператори. Характеристики операційних автоматів. Операційні автомати типу S.
4
2
8 Надійність цифрових пристроїв
4
2
Підсумок
24
16
8
42
10
Всього
40
20
14
60
10
4.2 Лабораторні роботи
4.2.1 Осінній семестр
№
зміст. модулю
Теми занять
Обсяг, год.
рейт. оцінка або ваг. коеф.
літер. джер.
1
2
3
4
5
1
1. Ознайомлення із середовищем Project Navigator пакета XILINX ISE 10.1
4
15
3, 11, 12
1
2. Синтез комбінаційних схем
4
15
3, 11, 12
1
3. Вивчення СІС компонентів комбінаційного типу
4
15
3, 11, 12
1
4. Дослідження функціонування тригерів різних типів
4
15
3, 11, 12
4.2.2 Весняний семестр
№
зміст. модулю
Теми занять
обсяг, год.
рейт. оцінка або ваг. коеф.
літер. джер.
1
2
3
4
5
2
5. Вивчення мовного опису моделей тиргерів
4
10
11, 12
2
6. Розмітка ГСА з типу автоматів Милі й Мура
4
10
10, 11, 12
3
7. Структурний синтез мікропрограмного автомата Милі канонічним способом
4
10
10, 11, 12
3
8. Структурний синтез мікропрограмного автомата Мура канонічним способом
4
10
10, 11, 12
3
9. Синтез мікропрограмного автомата Мура в системі автоматизації проектування XILINX ISE 10.1
4
10
11, 12
4.3 Практичні заняття
4.3.1 Осінній семестр
№
зміст. модулю
Теми занять
обсяг, год.
рейт. оцінка або ваг. коеф.
літер. джер.
1
2
3
4
5
1
1. Проектування комбінаційних схем з використанням карт Карно
2
5
3, 13
1
2. Вивчення мультиплексорів, демультиплексорів, дешифраторів і шифраторів
2
5
3, 13
1
3. Тригери й способи їхнього завдання
2
5
3, 13
4.3.2 Весняний семестр
№
зміст. модулю
Теми занять
обсяг, год.
рейт. оцінка або ваг. коеф.
літер. джер.
1
2
3
4
5
2
4. Типи цифрових автоматів і способи їхнього завдання
2
3
10, 13
2
5. Синтез тиргерів із прямими входами на базі RS і R*S* тригерів
2
3
10, 13
2
6. Синтез тиргерів з інверсними входами на базі RS і R*S* тригерів
2
3
10, 13
2
7. Способи завдання складних мікропрограмних автоматів.
2
3
10, 13
3
8. Кодування станів складних мікропрограмних автоматів при канонічному й автоматизованому синтезі
2
3
10, 13
3
9. Канонічний синтез мікропрограмного автомата Милі
2
3
10, 13
3
10. Канонічний синтез мікропрограмного автомата Мура
2
3
10, 13
4.4 Самостійна робота студента
4.4.1 Осінній семестр
№
зміст. модулю
Вид самостійної роботи
обсяг, год
семестр
літер. джер.
1
Вивчення конспекту лекцій
12
3
1-5
1
Підготовка до лабораторних робіт
16
3
11, 12
1
Підготовка до практичних занять
6
3
13
1
Вивчення додаткових тем за літературними джерелами:
1 Класифікація ПЛИС
2 Комбінаційні пристрої зсуву на мультиплексорах
6
6
3
5
3
Загальна кількість
46
4.4.2 Весняний семестр
№
зміст. модулю
Вид самостійної роботи
обсяг, год
семестр
літер. джер.
2, 3
Вивчення конспекту лекцій
20
4
6-10
2, 3
Підготовка до лабораторних робіт
20
4
11, 12
2, 3
Підготовка до практичних занять
14
4
13
3
Виконання разрахунково-графічного завдання №1. «Структурний синтез мікропрограмного автомата Милі канонічним способом»
5
4
10
3
Виконання разрахунково-графічного завдання №2. «Структурний синтез мікропрограмного автомата Мура канонічним способом»
5
4
10
Вивчення додаткових тем за літературними джерелами:
Кодування станів мікропрограмного автомата при канонічному синтезі
6
4
10
Загальна кількість
70
4.5 Рейтингова оцінка за дисципліною
4.5.1 Осінній семестр
Вид заняття / контрольний захід
Рейтинг(бали)
Пз № 1
5
Пз № 2
5
Лб № 1
15
Лб № 2
15
Пз № 3
5
Лб № 3
15
Лб № 4
15
Тест №1
25
Контрольна точка I
100
Всього за 3-й семестр
100
4.5.2 Весняний семестр
Вид заняття / контрольний захід
Рейтинг(бали)
Пз № 4
3
Пз № 5
3
Пз № 6
3
Пз № 7
3
Лб № 5
10
Лб № 6
10
Контрольна точка II
32
Лб № 7
10
Пз № 8
3
Пз № 9
3
Пз № 10
3
Лб № 8
10
Лб № 9
10
ГРЗ №1
4
ГРЗ №2
5
Тест №2
20
Контрольна точка III
68
Всього за 4-й семестр
100
5 НАВЧАЛЬНО–МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ
5.1 Основна література
М. Morris Mano, Michael D. Ciletti Digital Design – fourth edition – California State University, Los Angeles. 2007.-516 p.
Fundamentals of Digital Logic With Vhdl Design – 3-d – edition: Stephen Brown, Zvonko G. Vranesic McGraw-Hill College (Hardcover), 2008. - 939 p.
Комп’ютерна схемотехніка: підручник / Кривуля Г.Ф., Рябенький, В.М., Рязанцев О.І. – Луганськ: Вид-во СНУ ім.. В. Даля, 2009. – 744с.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учебное пособие для вузов – 2-е изд. перераб. и доп. – СПб.: БХВ - Петербург., 2004.-800 с.: ил.
Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.Х., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. СПб.:БХВ-Петербург, 2002. – 608 с.:ил.
Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. - М.: Высш. шк. 1987,-272с.
Самофалов К.Г., Романкевич А.М., Валуйский В.Н. и др. Прикладная теория цифровых автоматов. - Киев: Вища шк., 1987.-375с.
5.2 Додаткова література
Ершова Э.Б., Рогинский В.Н., Маркин Н.П.Основы дискретной автоматики и электросвязи.-М.:Связь,1980.-232с.
Майоров С.А., Новиков Г.И. Структура электронных вычислительных машин.-Л.:Машиностроение,1979.-384с.
Баранов С.И.Синтез микропрограммных автоматов. - Л.: Энергия, 1979.-232с.
5.3 Методичні посібники та вказівки
Методичні вказівки з самостійної роботи (електронний варіант).
Методичні вказівки з лабораторних робіт (рік видання - 2006, кіль-ть примірників 250)
Методичні вказівки з практичних занять (рік видання - 2006, кіль-ть примірників 250).
5.4 Програмне забезпечення ЕОМ з дисципліни
Система автоматизованого синтезу Xilinx ISE 10.1 Project Navigator и плата Xilinx Spartan-3E Starter Kit. А також декілька прикладних програм.
5.5 Посилання на електронні джерела
Доповнення та зміни
у робочій програмі
Доповнення до робочої програми
підготував______________________________________________
(підпис, посада, прізвище, ініціали)
"Узгоджено"
зав. кафедрою
______________________
(підпис, прізвище, ініціали)
06.02.2014 00:02-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора