454-0054/01 – Microprocessor´s Technique (MT)

Gurantor departmentDepartment of TelecommunicationsCredits8
Subject guarantorIng. Radek Novák, Ph.D.Subject version guarantorIng. Radek Novák, Ph.D.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year3Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1992/1993Year of cancellation2006/2007
Intended for the facultiesFEIIntended for study typesMaster
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 3+2

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

Digital circuits. Circuits TTL. Circuits derivate from TTL: S, LS, ALS. Disturbances in the TTL circuits. Circuits CMOS, HC, HCT. Connection of circuit to the bus. Von Neumannovy and Harvardské architecture Computers. Microprocessor, block structures. Instructions, machine and operational cycles, states. Arithmetical and logical unit. Memories. Subsidiary circuits of the microprocessors. Handshake. Interrupt. Machine code, assembler, relation to the higher 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 zda program splňuje požadavky na stav programu v kontrolním týdnu. UPOZORNĚNÍ Kontrolní týden je právě a pouze 11.týden semestru. Podmínky udělení zápočtu: Podmínkou pro udělení zápočtu je splnění těchto dvou bodů: 1.Odměření 5 laboratorních úloh a odevzdání laboratorních protokolů. Z každé laboratorní úlohy je možné získat max. 3body. Při pozdním odevzdání protokolu se počet bodů za něj krátí na polovinu. 2.Vytvoření zadaného programu pro mikroprocesor plnícího funkci přesně podle zadání. Podmínkou zápočtu je i odevzdání vytištěného programu na papíře, dostatečně okomentovaného, s formulovaným zadáním, jméno studenta, šk.rok, název předmětu. Za tento program má student šanci získat body v kontrolním týdnu(0 nebo 10) a v zápočtovém týdnu (0 nebo 10). Za program tedy maximálně 20bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

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. 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(11.týden semestru), požadavky na stav programu v kontrolním týdnu. Rozdělení studentů do dvojic pro měření laboratorních úloh. Struktura protokolů z laboratorních měření, k protokolu vždy nutno připojit i naměřené hodnoty podepsané cvičícím učitelem. Při pozdním odevzdání protokolu se počet bodů za něj krátí na polovinu. Složky na protokoly. Prokazatelné bezpečnostní proškolení. Laboratoře: ***** UPOZORNĚNÍ ***** Na laboratorní měření musí studenti být náležitě připraveni, základní znalosti patřičné laboratorní úlohy budou prověřovány. 2.týden semestru : Měření laboratorní úlohy A/D převodník aproximační 4.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Sběrnice I2C 6.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Tvarovací obvody 8.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Ošetřování zákmitů mechanických kontaktů 10.týden semestru : Měření laboratorní úlohy Zatěžovací charakteristiky výstupů číslic.obvodů Počítačové laboratoře: 3.týden semestru : Zpožďovací smyčky, přímé/nepřímé adresování u '51. Demoprogram - připojení IRC senzoru. 5.týden semestru : Zpožďovací smyčky, přímé/nepřímé adresování u PIC16F84. Demoprogram - zápis/čtení do vnitřní datové EEPROM, zobrazení na displeji. 7.týden semestru : Přerušení u '51, samoplnící mód u '51. Demoprogram - generování impulsů s použitím časovače v samoplnícím módu a přerušení. 9.týden semestru : Přerušení u PIC, časovač u PIC. Demoprogram - generování impulsů s použitím časovače a přerušení. 11.týden semestru : Kontrolní týden. 12.týden semestru : Demoprogram - komunikace Atmelu s obvodem SAA1064 sběrnicí I2C. 13.týden semestru : Demoprogram - PIC16F877 s obvodem SAA1064 sběrnicí I2C. 14.týden semestru : Předvedení programu v úplném tvaru, zápočet.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 45 (45) 0
                Laboratory work Laboratory work 15  0
                Project Project 30  0
        Examination Examination 55 (55) 0
                Written examination Written examination 55  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2007/2008 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2007/2008 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2006/2007 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2005/2006 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2004/2005 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2003/2004 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2000/2001 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner