Космический факультет

Кафедра К3
«Прикладная математика, информатика и вычислительная техника»

Телефон: 8 (498) 687-43-52
ГУК, ауд. 447
E-Mail: caf-pm@mgul.ac.ru, caf-vt@mgul.ac.ru


Схемотехника ЭВМ

Преподаватели:
Королёв Андрей Павлович
Лапашина Вера Владимировна

Направление подготовки: 654600 «Информатикаи вычислительная техника»
Специальность: 230101 (220100) «Вычислительные машины,комплексы, системы и сети»
Семестры: 5, 6
Вид итогового контроля:
зачет — 5 семестр
экзамен — 5, 6 семестры
курсовая работа — 6 семестр

Содержание курса:

  1. Введение

    • Краткий исторический очерк развития схемотехники ЭВМ.
    • Поколения схемотехнической базы и эволюция основных ее характеристик и методов проектирования.
    • Современное назначение и содержание дисциплины.
    • Литература, рекомендуемая для изучения дисциплины.
  2. Системы элементов. Функциональный состав и характеристики распространенных серий микросхем и их совместное применение

    • Системы элементов ЭВМ.
    • Понятие микросхемы.
    • Критерии оценки сложности ИМС и два направления развития схемотехники.
    • Особенности организации микросхем малой степени интеграции, СИС, БИС и СБИС.
    • Связь между степенью интеграции и количеством типов ИС, необходимых для реализации вычислительного устройства.
    • Понятие серии ИС.
    • Функциональный состав серий ИМС.
    • Основные параметры и характеристики ИС.
    • Выбор серий ИС для построения устройства.
    • Совместное применение нескольких серий микросхем.
  3. Типовые функциональные узлы ЭВМ комбинационного типа

    • Методы синтеза и оптимизации комбинационных схем общего вида на базе логических элементов.
    • Методы синтеза и оптимизации комбинационных схем общего вида на монтажной логике.
    • Мультиплексоры испособы их построения.
    • Методы синтеза и оптимизации комбинационных схем общего вида на базе мультиплексоров.
    • Шифраторы и способы их построения.
    • Дешифраторы и способы их построения.
    • Приоритетные шифраторы, способы их построения и области применения.
    • Преобразователи кодов общего вида и способы их построения.
    • Цифровые компараторы, служащие для сравнения слова и константы.
    • Цифровые компараторы, служащие для сравнения двух слов.
  4. Триггеры

    • Классификация триггеров.
    • Асинхронные, одноступенчатые и двухступенчатые синхронные триггеры.
    • Триггеры с динамическим управлением.
    • Триггеры со сложной логикой и комбинированные триггеры.
    • Особенности применения универсальных триггеров.
  5. Типовые функциональные узлы последовательного типа

    • Классификация регистров.
    • Построение регистров хранения, сдвиговых и многофункциональных регистров на ИМС малой степени интеграции.
    • Построение многоразрядных регистров хранения и сдвиговых регистров на базе СИС.
    • Циклические сдвиговые регистры, счетчики Джонсона и двоичные счетчики на их основе.
    • Многофункциональные регистрына базе СИС.
    • Классификация счетчиков.
    • Построение последовательных счетчиков на ИМС малой степени интеграции.
    • Построение параллельных и параллельно-последовательных счетчиков на ИМС малой степени интеграции.
    • Построение последовательных счетчиков с ускоренным переносом.
    • Построение последовательных, параллельных и параллельно-последовательных счетчиков базе СИС.
    • Кольцевые счетчики и методы их построения.
  6. Генераторы последовательностей чисел

    • Генераторы чисел на основе кольцевого счетчика.
    • Генераторы чисел на основе счетчика с преобразователем кода.
    • Параллельные генераторы чисел.
    • Генераторы чисел на основе сдвигового регистра.
  7. Сумматоры и АЛУ

    • Классификация сумматоров.
    • Одноразрядный комбинационный сумматор.
    • Многоразрядныепоследовательные комбинационные сумматоры.
    • Сумматоры с одновременным и групповым переносом.
    • АЛУ.
  8. Мажоритарная схемотехника и схемы контроля четности
  9. Организация взаимодействия между функциональными узлами

    • Шинные формирователи.
    • Организация информационных шин на основе шинных формирователей и мультиплексоров.
    • Приемопередатчики.
    • Организация обмена данными между информационными шинами при помощи приемопередатчиков.
  10. Основные направления развития схемотехники ЭВМ. Разновидности БИС

    • Составляющие стоимости БИС и методы их уменьшения.
    • Структурная избыточность и резервирование. Алгоритмическая и структурная универсальность.
    • Заказные и полузаказные БИС.
    • ПЗУ, их классификация и схемотехнические особенности.
    • Применение ПЗУ для реализации систем булевых функций.
    • ПЛМ, их классификация и схемотехнические особенности.
    • Применение ПЛМ для реализации систем булевых функций.
    • ПЛМ с памятью и их применение.
    • Вентильные матрицы и их применение для реализации систем булевых функций.
    • Программируемые мультиплексоры.
    • Программируемые матрицы логики.
    • Базовые матричные кристаллы, матричные БИС и особенности их проектирования.
    • Микросхемы FPGA.
    • Перспективные технологии и системы элементов.
  11. Вспомогательные элементы
  12. Основные правила оформления конструкторской документации

Рекомендуемая литература:

  1. Новиков Ю. В. Основы цифровой схемотехники: Базовые элементы и схемы; Методы проектирования. М: «Мир», 2001. — 379 с.
  2. Угрюмов Е. П. Цифровая Схемотехника: Учебн. Пособие для вузов. — СПб: «БХВ — Санкт-Петербург», 2005. — 782 с.
  3. Грушвицкий Р. И., Угрюмов Е. П. Проектирование систем на микросхемах с программируемой структурой. СПб: «БХВ — Санкт-Петербург», 2006.

Дополнительная литература:

  1. Применение интегральных микросхем памяти: Справочник / Дерюгин А. А. , Цыркин В. В., Красовский В. Е. и др., Под ред. Гордонова А. Ю., Дерюгина А. А.. — М: «Радио и связь», 1994 — 131 с., ил.
  2. Нефедов А. В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: В 12 томах. — «РадиоСофт», 2001.
  3. Нефедов А. В. , Савченко А. М. Зарубежные микросхемы памяти и их аналоги: В 2 томах. — «РадиоСофт», 2002.
  4. Шило В. Л. Популярные микросхемы КМОП. Серии К176, К561 , К564 , К1561 , К1554 , К1564 , К1594. Справочник — М: «Горячая Линия — Телеком», 2002. — 112 с.
  5. Шило В. Л. Популярные микросхемы ТТЛ. — М: «Аргус», 1993. — 64 с.: ил.
  6. Калабеков Б. А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. — М: «Радио и связь», 2000. — 336 с.
  7. Бирюков С. А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП — «ДМК», 2000. — 240 с.
  8. Портала О. Н. Цифровые КМОП микросхемы. Справочник. — М: «Наука и техника», 2001. — 400 с.
  9. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П. П. Мальцев, Н. С. Долидзе, М. И. Критенко и др. — М.: «Радио и связь», 1994.
  10. Мышляева И. М. Цифровая Схемотехника: Учебник для среднего проф. Образования — М.: Издательский центр «Академия», 2005.
  11. Бойко В. И. и др. Схемотехника электронных схем. Цифровые устройства. — СПб: «БХВ — Санкт-Петербург», 2004.
  12. Бабич Н. П., Жуков А. И. Компьютерная Схемотехника. Методы построения и проектирования: Учебное пособие — K.: «МК-Пресс», 2004.
  13. Перельман Б. Л., Шевелев В. И. Отечественные микросхемы и их зарубежные аналоги, Справочник, «НТЦ Микротех», 2000.
  14. Аванесян Г. Р., Беспалов А. А. Униполярные интегральные микросхемы: Справочное пособие, «Радио и связь», 2003, 220 с.
  15. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Под ред. Файдулаева Б. Н. М. «Радио исвязь», 1986 г.
  16. Микросхемы ТТЛ. Справочник. Том 1., Пер. с нем. — М.: «ДМК», 2001, 384 с.
  17. Микросхемы ТТЛ. Справочник. Том 2., Пер. с нем. — М.: «ДМК», 2001, 544 с.

Учебные и учебно-методические пособия:

  1. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ» (для студентов специальности 220100). (Самиздат)
  2. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ» (для студентов специальности 220100). (Самиздат)

Интернет-ресурсы:

  1. www.rlocman.ru/comp/koz/adv/advh0.htm
  2. www.qrz.ru/reference/kozak/index.shtml
  3. www.chipindustry.ru
  4. www.chipinfo.ru
  5. platan.ru
  6. www.cqham.ru/kozak/adv/advh0.htm
  7. www.gaw.ru
  8. www.chip-dip.ru

Учебные материалы:

Вопросы к экзамену

Административный раздел