WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ Для подготовки бакалавров по направлению 552800 – “Информатика и вычислительная техника" Санкт-Петербург 2002 2 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” “УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе проф. _ Ушаков В.Н.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ Для подготовки бакалавров по направлению 552800 – “Информатика и вычислительная техника” Факультет компьютерных технологий и информатики Кафедра Вычислительной техники Курс 4 Семестр 8 Лекции 39 ч. Экзамен Семестр 8 Лабораторные занятия 13 ч. Зачет Семестр 8 Практические занятия 13 ч.

Аудиторные занятия 65 ч.

Самостоятельные занятия 76 ч.

Всего часов 141 ч.

2002 3 Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Вычислительной техники “”_2002г., протокол №.

Рабочая программа согласована с рабочей программой изученной ранее дисциплины:

1) Организация ЭВМ и систем.

Рабочая программа утверждена на методической комиссии факультета Компьютерных технологий и информатики“”_2002г.

4 Цели и задачи дисциплины:

1. Изучение принципов организации и различных классов микропроцессорных систем.

2. Приобретение навыков программирования встроенных систем.

Требования к уровню освоения дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны:

1. ЗНАТЬ современные однокристальные и модульные комплекты микропроцессорных средств, используемых для построения микропроцессорных систем, принципы функционирования и сравнительные характеристики БИС и СБИС микропроцессорных комплектов, подходы к построению микропроцессорных систем, функциональное назначение модулей комплекта и их программирование, основные этапы проектирования микропроцессорных систем, факторы, влияющие на выбор микропроцессорных комплектов, особенности разработки и отладки аппаратных и программных средств систем на кросс-средствах и в резидентном режиме.

2. УМЕТЬ практически пользоваться системами характеристик модулей микропроцессорных комплектов при проектировании аппаратных и программных средств микропроцессорных систем, принимать самостоятельные решения при выборе структур системы и алгоритмов реализации функций в соответствии с выбранными критериями проектирования; проектировать микропроцессорный модуль, систему памяти, интерфейс в микропроцессорных системах исходя из требований технического задания; ставить задачи анализа и оптимизации структур систем, пользоваться стандартами при подготовке документации по аппаратным и программным средствам.

3. ИМЕТЬ представление о состоянии и тенденциях развития средств микропроцессорной техники, направлениях развития структур микропроцессоров, памяти, периферийных адаптеров и других модулей микропроцессорных комплектов; о возможных подходах к автоматизированному проектированию микропроцессорных систем на системном, структурном и логическом этапах проектирования.

Содержание рабочей программы Введение. Излагается эволюция микропроцессоров и микропроцессорных средств и основные технические характеристики поколений микропроцессоров. Обсуждаются вопросы влияния микропроцессоров и модулей комплекта на области применения средств вычислительной техники и методологию проектирования цифровых систем: системы сбора и обработки данных, контролеры, управляющие системы и т. п.

Тема 1. Структура базовой микропроцессорной системы. Состав модулей системы:

микропроцессорный модуль, подсистема памяти, средства ввода-вывода. Основные классы микропроцессорных средств: микропроцессоры, микроконтроллеры, интегрированные процессоры, процессоры обработки сигналов. Системная шина, характеристика интерфейсов в системе. Обмен данными с внешней средой. Буферизация и демультиплексирование шин адреса и данных. Основные этапы разработки микропроцессорной системы.

Тема 2. Архитектура микропроцессоров. Понятие регистровой программной модели микропроцессора, иллюстрация их на примере современных однокристальных микропроцессоров. Структура однокристального микропроцессора. Обработка данных в микропроцессоре. Машинный цикл. Сброс и синхронизация модулей системы.

Классификация команд микропроцессоров: передачи данных, логической и арифметической обработки, ввода-вывода, передачи управления, управления микропроцессором.

Режимы адресации и их символическое представление при использовании языка ассемблера. Понятие состояния микропроцессора и особенности контекстного переключения при обработке прерываний и мультипрограммном режиме работы. Основные тенденции развития архитектуры микропроцессоров.

Тема 3. Организация подсистемы памяти. Особенности организации модульной памяти.

Дешифрация адреса. Распределение адресного пространства. Использование кэш-памяти команд и данных в системе. Наращивание памяти в системе.

Тема 4. Организация подсистемы ввода-вывода. Режимы обмена информацией с периферийными устройствами. Адресация портов периферийных устройств и формирование управляющих сигналов. Примеры распространенных протоколов параллельного и последовательного ввода-вывода. Программно-управляемый обмен данными. Обмен данными с квитированием. Организация обмена с прерыванием. Контроллеры прерываний. Обмен с прямым доступом к памяти. Контроллеры прямого доступа к памяти.

Тема 5. Периферийные устройства. Классификация периферийных устройств. Устройства для связи с пользователем. Устройства связи с объектами управления. Ввод и обработка аналоговой информации.

Тема 6. Однокристальные микроконтроллеры. Обобщенная модель. Типы процессорных ядер.

Периферийные устройства. Характеристика системы команд. Особенности интерфейса с внешней памятью программ и данных. Коммуникационные микроконтроллеры.

Микроконтроллеры для управления. Тенденция развития встраиваемых микроконтроллеров.

Тема 7. Программное обеспечение встроенных микропроцессорных систем. Состав программного обеспечения. Языки описания алгоритмов. Выбор языка программирования.

Качество и надежность программного обеспечения. Модели процессов разработки программного обеспечения. Компромиссы между аппаратными и программными средствами.

Подпрограммы, как средство модульного программирования. Реализация типовых функций в микропроцессорных контроллерах и системах.

Тема 8. Методы повышения производительности микропроцессорных систем. Использование математических сопроцессоров. Структура сопроцессора и взаимодействие с центральным процессором системы. Характеристика системы команд сопроцессоров.

Мультимикропроцессорные системы. Встроенные средства в микропроцессор для организации мультипроцессорных систем. Режимы обмена информацией.

Тема 9. Аппаратура для отладки микропроцессорных устройств и систем. Состав средств отладки. Системные программы: монитор, редактор, ассемблер, компилятор языка высокого уровня. Внутрисхемный эмулятор, логический анализатор, сигнатурный анализатор. Кросссредства проектирования программного обеспечения микропроцессорных систем. Состав, характеристики и возможности кросс-средств. Последовательность отладки программных и аппаратных средств. Организация покомандной отладки.

Заключение. Основные характеристики новых микропроцессоров и микроконтроллеров, интерфейсных модулей, модулей полупроводниковой памяти. Направления в архитектуре разрабатываемых микропроцессоров и микроконтроллеров.

Перечень лабораторных работ № Наименование работы Номер темы 1 Изучение лабораторного стенда, инструкций редактора, монитора, директив встроенного ассемблера - 1ч.

2 Изучение основных команд пересылок, логических и арифметических команд, команд передачи управления - 2ч.

3 Изучение реализации типовых функций - 2ч. 4 Исследование режима синхронного ввода-вывода через параллельный периферийный адаптер - 2ч.

5 Исследование режима асинхронного ввода и вывода через параллельный периферийный адаптер - 2ч.

6 Исследование процедуры ввода с использованием прерываний - 2ч. 7 Исследование работы таймера и его использование в микропроцессорных системах - 2ч.

Перечень практических занятий Наименование темы занятия Номер темы № программы Изучение основных команд пересылок, логических и арифметических команд, команд 1 передачи управления - 2ч.

Исследование работы таймера и его использование в микропроцессорных системах - 2 2ч Исследование режима асинхронного ввода и вывода через параллельный 3 периферийный адаптер - 2ч.

Исследование процедуры ввода с использованием прерываний - 2ч.

4 Исследование режима синхронного ввода-вывода через параллельный периферийный 5 адаптер - 2ч.

Исследование режима синхронного ввода-вывода через параллельный периферийный 6 адаптер - 2ч.

Расчет учебных часов по темам и видам занятий № Название разделов и тем Объем учебных часов темы Лекции Лаборат. Практич. Аудитор. Самост. Всего Семестр занятия занятия занятия работа Введение 1 1 1 1 Структура бaзовой МПС 2 2 4 6 2 Архитектура МП 4 2 2 8 8 16 3 Организация подсистем 2 2 2 4 памяти 4 Подсистема ввода-вывода 4 2 2 8 10 18 5 Периферийные устройства 4 4 4 12 9 21 6 Однокристальные 14 5 5 24 20 44 микроконтроллеры 7 Программное обеспечение 2 2 14 16 МПС 8 Методы повышения 3 3 3 6 производительности МПС 9 Аппаратура для отладки 2 2 6 8 микропроцессорных устройств и систем Заключение 1 1 1 ИТОГО: 39 13 13 65 76 ЛИТЕРАТУРА Основная К-во экз.

Пз Кп Инд.

Л Лр в библ.

№ Название, библиографическое описание Гриф (С) (р) зад.

(на каф.) 1 Щелкунов Н.Н., Дианов А.П.

Микропроцессорные средства и системы. - М.:

9,10 9,10 (2) Радио и связь, 1989. - 288 с.

2 Микропроцессорный комплект К1810:

структура, программирование, применение:

справочная книга/ Ю.М. Казаринов, В.Н.

9,10 (4) Номоконов, Г.С. Подклетнов, В.Ф. Филиппов.

Под ред. Ю.М.Казаринова.-М.:Высш.шк., 1990.

-269с.: ил.

3 Григорьев В.Л. Программирование однокристальных микропроцессоров. - М.: 9,10 9 9,10 (2) Энергоатомиздат, 1987. - 288 с.: ил.

4 Лю Ю-Чжен, Гибсон Г. Микропроцессоры семейства 8086/88. Архитектура, программирование и проектирование 9 (1) микрокомпьютерных систем: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1987. - 512 с.; ил.

5 Микро- и мини-ЭВМ/ Е.П.Балашов, В.Л.Григорьев, Г.А.Петров: Учебное пособие Учебное 9 (4) для вузов. - Л: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., пособие 1984. - 376 с., ил.

6 Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах/ 10 (5) В.В.Сташин, А.В.Урусов, О.Ф.Мологонцева. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 224с., ил.

7 Микропроцессорные системы./ М.С. Куприянов, Р.И. Грушвицкий, О.Е. Мартынов и др. Под. ред Учебное 9,10 Д.В.Пузанкова Учебное пособие для вузов. - пособие СПб, Политехника, 2002, 936 с.

Дополнительная К-во экз. в библ. (на № Название, библиографическое описание кафедре) 1 Фрир Дж. Построение вычислительных систем на базе перспективных (2) микропроцессоров: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. – 413 с. ил.

2 А.Н. Комин, М.С. Куприянов, Д.В. Пузанков, А.В. Сиповский. Процессоры семейства (10) М68К фирмы Motorola/СПб., 1996, - 282с.

3 Куприянов М.С., Мартынов О.Е., Панфилов Д.И. Коммуникационные контроллеры (4) фирмы Motorola – СПб., БХВ – Петербург, 2001 – 560с.

4 Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов: процессоры, (5) алгоритмы, средства проектирования. – СПб., Политехника, 1988.- 592с.

5 Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. и др. Техническое обеспечение цифровой обработки (2) сигналов. Справочник, Наука и техника, СПб., 2000, -700 с.

Автор:

к.т.н., доц.

Петров Г.А.

Рецензент д.т.н., проф.

Мурсаев А.Х.

Зав. кафедрой Вычислительной техники д.т.н., проф Пузанков Д.В.

Декан факультета компьютерных технологий и информатики д.т.н.,проф.

Герасимов И.В.

Программа согласована:

Зав. кафедрой Вычислительной техники д.т.н., проф Пузанков Д.В.

Зав. отделом учебной литературы Киселева Т.В.

Председатель методической комиссии ФКТИ к.т.н.,доц.

Чугунов Л.А.

Руководитель методического отдела, к.т.н., доцент Марасина Л.А.











© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.