454-0005/01 – Electronic Circuits II (EO II)
| Gurantor department | Department of Telecommunications | Credits | 4 |
| Subject guarantor | Ing. Radek Novák, Ph.D. | Subject version guarantor | Ing. Radek Novák, Ph.D. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
| Year | 4 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 1992/1993 | Year of cancellation | 2005/2006 |
| Intended for the faculties | FEI | Intended for study types | Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Teaching methods
Summary
Digital circuits. Circuits TTL. Circuits derived from TTL: S, LS, ALS. Disturbance in TTL circuits. Circuits CMOS, HC, HCT. Connecting circuits to bus. Von Neumann and Hardward's computers architecture. Microprocessor, block structure. Instruction, computer and operating cycles, states. Arithmetic and logic unit. Memories. Microprocessor's subsidiary circuits. Handshake. Interrupt. Computer code, assembler, relation to upper languages. Signal processor. Processor CISC/RISC.
Compulsory literature:
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Průběžná kontrola studia:
Kontrola stavu programátorských prací v 10. týdnu semestru.
Podmínky udělení zápočtu:
Odměření 5 laboratorních úloh a odevzdání protokolů z nich. Odladění zadaného programu pro konkrétní typ mikroprocesoru, předvedení programu ve funkci, odevzdání okomentovaného zdrojového textu programu.
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Přednášky:
Obvody TTL bipolární. Konstrukce obvodů NAND a NOR, charakteristiky vstupní, výstupní, převodní. Napětí vstupní a výstupní, garantovaná šumová imunita. Poměry proudové. Logický zisk. Vliv paralelně spojených vstupů. Dynamické parametry.
Obvody, odvozené z TTL: S, LS, ALS. Proudové poměry, rychlosti. Obvody se zvýšeným ziskem, s otevřeným kolektorem, s třístavovým výstupem. Spojení obvodů TTL s mechanickými kontakty, s výkonovými prvky. Převody mezi různými napěťovými úrovněmi.
Obvody NMOS a CMOS. Konstrukce hradla NAND a NOR, charakteristiky. Typické napěťové a proudové úrovně řady 4000. Jiné konstrukce obvodů CMOS: HC, HCT. Obvody emitorově vázané logiky (ECL), integrovaná injekční logika (I2L). Princip, vlastnosti, charakteristiky.
Sběrnice: Konstrukce sběrnice. Připojování obvodů ke sběrnici. Řízení činnosti obvodů, připojených ke sběrnici.
Strojový kód procesoru, assembler, vztah k vyšším jazykům. Instrukční soubor 8051(Intel). Demonstrační příklady programů.
Instrukční soubor PIC(Microchip). Demonstrační příklady programů.
Konstrukce instrukčních kódů. Logické procesory. Skladba počítačového systému. Počítače von Neumannovy a harwardské koncepce.
Mikroprocesor, bloková struktura. Instrukce. Strojové a operační cykly, stavy. Postup provádění příkazů. Význam čekacích stavů. Aritmetická a logická jednotka.
Rozsah čísel, přetečení. Odčítání s použitím doplňku. Číselné soustavy, vhodné pro aritmetické operace.
Paměti. Konstrukce obvodů pamětí různých typů. Obvody pro čtení z paměti a zápis. Refresh dynamických pamětí. Generování adresy přímé, nepřímé, indexové, stránkování, pořadím LIFO, FIFO. Zrychlování činnosti mikroprocesorů oddělením komunikace po sběrnicích.
Obvody pro vstup a výstup dat. Konstrukce obvodů, jejich adresování. Adresování memory mapped. Přímý přístup k pamětem. Handshake obecně, jedno- dvou- a třídrátový handshake.
Interrupt. O asynchronním přístupu obecně, synchronizace. Polling. Zrychlený polling v procesoru. Vektorované přerušení. Postupy při zpracování požadavku přerušení a obslužných podprogramů. Ilustrace přerušovacími systémy 8051, PIC. Maskování požadavků, obvody pro maskování. Možnosti ztráty požadavku. Priority při obsluze asynchronních požadavků pevné, rotační, dynamické. Obvody pro zpracování požadavků podle priorit. Daisy chain.
Podpůrné programovatelné obvody. Programování propojením, jedním bytem, posloupností. Signálový procesor. Mikroprocesory CISC / RISC.
Příklady sběrnicových systémů PCI, USB, VME, IEC(GPIB).
Sériový přenos dat. Přechod z paralelního na sériový tvar a obráceně. Význam taktovacích pulsů pro přenos. Kódy pro sériový přenos dat. Přenos synchronní a asynchronní.
Cvičení:
1.týden semestru : Seznámení s obsahem cvičení a bodovacím systémem. Zadání úloh k programování na mikroprocesoru. Upozornění na kontrolní týden(10.týden semestru), požadavky na stav programu v kontrolním týdnu.
Rozdělení studentů do dvojic pro měření laboratorních úloh v 2. až 6.týdnu semestru.
Bezpečnostní proškolení.
Laboratoře:
2.týden semestru : Připojování mechanických kontaktů k číslicovým obvodům
3.týden semestru : Tvarovací obvody
4.týden semestru : Zatěžovací charakteristiky výstupů číslicových obvodů
5.týden semestru : A/D převodník aproximační
6.týden semestru : Logický analyzátor
Počítačové laboratoře:
7.týden semestru : Programování zadné úlohy.
8.týden semestru : Programování zadné úlohy.
9.týden semestru : Programování zadné úlohy.
10.týden semestru : Kontrolní týden - kontrola stavu programátorských prací.
11.týden semestru : Programování zadné úlohy.
12.týden semestru : Programování zadné úlohy.
13.týden semestru : Programování zadné úlohy.
14.týden semestru : Programování zadné úlohy. Předvedení programu v úplném tvaru, zápočet.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.