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 дипломированных специалистов по направлению 654600 – “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220100 “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”.

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 дипломированных специалистов по направлению 654600 – “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220100 “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”.

Факультет компьютерных технологий и информатики Кафедра Вычислительной техники Курс 5 Семестры 9,10 Лекции 77 ч. Экзамен - семестр 10 Текущий контроль 9 Лабораторные занятия 31 ч. Зачет - семестр 9,10 Курсовая работа 15 ч.

Аудиторные занятия 123 ч.

Самостоятельные занятия 125 ч.

Всего часов 248 ч.

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

Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин:

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. Кросс средства 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.

Перечень лабораторных работ № Наименование работы Номер темы 1 Изучение лабораторного стенда, инструкций редактора, монитора, директив встроенного ассемблера - 2ч.

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.

Цели и содержание курсовой работы В курсовой работе рассматриваются вопросы организации микропроцессорной системы на основе однокристальных 8-битных микропроцессоров. Система обеспечивает управление заданным объектом путем формирования заданного набора управляющих сигналов. Входными сигналами системы являются сигналы от цифровых и аналоговых датчиков. В качестве базовых модулей системы используются основные БИС микропроцессорных комплектов. Все задания являются индивидуальными. В результате выполнения курсовой работы студенты разработают алгоритмы функционирования, программы на ассемблере и функциональную схему системы.

Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки, в которой отражены все полученные результаты разработки. Ориентировочное время выполнения работы - 30 часов.

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 4 4 4 8 2 Архитектура МП 6 2 8 8 16 3 Организация подсистем 2 2 2 2 памяти 4 Подсистема ввода-вывода 8 6 14 14 28 5 Периферийные устройства 6 8 14 14 28 9,6 Однокристальные 20 35 35 70 микроконтроллеры 7 Программное обеспечение 20 15 20 20 40 МПС 8 Методы повышения 5 5 7 57 производительности МПС 9 Аппаратура для отладки 4 4 6 14 микропроцессорных устройств и систем Заключение 1 1 1 10 Курсовая работа 15 15 30 ИТОГО: 77 31 123 125 Методика текущего контроля Итоговая оценка выставляется по результатам контрольных работ, включающих теоретические вопросы и задачи которые проводятся на 8 и 15 неделях.

График текущего контроля Тема Неделя 1 Контрольная работа 1 по темам 1-2 7 неделя 2 Контрольная работа 2 по темам 3-4 15 неделя ЛИТЕРАТУРА Основная К-во экз.

Кп Инд.

Пз Л Лр в библ.

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

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

Микропроцессорные средства и 9, 9,10 (2) системы. - М.: Радио и связь, 1989. - 288 с.

2 Микропроцессорный комплект К1810:

структура, программирование, применение: справочная книга/ Ю.М.Казаринов, В.Н.Номоконов, 9,10 (4) Г.С.Подклетнов, В.Ф.Филиппов. Под ред. Ю.М.Казаринова.-М.:Высш.шк., 1990. -269с.: ил.

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

4 Лю Ю-Чжен, Гибсон Г.

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

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

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

Энергоатомиздат, 1990. - 224с., ил.

Учебное 7 Микропроцессорные системы./ М.С.

пособие Куприянов, Р.И. Грушвицкий, О.Е.

9, Мартынов и др. Под. ред Д.В.Пузанкова Учебное пособие для вузов. - 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. (10) Процессоры семейства М68К фирмы Motorola/СПб., 1996, - 282с.

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

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

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

Авторы:

к.т.н., доц. Петров Г.А.

д.т.н., проф. Куприянов М.С.

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 Смирнова О.Н.

Председатель методической комиссии факультета Компьютерных технологий и информатики 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.