Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    (javasolt módszer)

    Belépés
    neptunos azonosítással
    (hamarosan megszűnik)

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Digitális technika II.

    A tantárgy angol neve: Digital Design 2.

    A tantárgy német neve: Digitaltechnik II.

    Adatlap utolsó módosítása: 2011. június 9.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Szakmai törzsanyag tárgy

    BSc. képzés

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIIIA108 1. 2/2/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Arató Péter, Irányítástechnika és Informatika Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Kalmár Péter

    egyetemi docens

    Irányítástechnika és Informatika

    Dr. Horváth István

    egyetemi adjunktus

    Irányítástechnika és Informatika

    Dr. Vajda Ferenc

    egyetemi adjunktus

    Irányítástechnika és Informatika

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    -------------

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    TárgyEredmény( "BMEVIIIA104" ,  "jegy" , _ )   >= 2
    VAGY 
    TárgyEredmény( "BMEVIFO1016" ,  "jegy" , _ )   >= 2
    VAGY 
    TárgyEredmény( "BMEVIFO1503" ,  "jegy" , _ )   >= 2

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    Neptun-kód Cím

    BMEVIIIA104 Digitális technika I. kredit

    7. A tantárgy célkitűzése

    (Digitális technika I-II.) A tárgy rendeltetése, hogy megadja mindazokat a hardware rendszertechnikai alapismereteket, amelyek a digitális berendezések logikai tervezési szintjén szükségesek. A tervezői szemlélet kialakítása érdekében a hallgatók a gyakorlati foglalkozásokon logikai tervezési részfeladatok önálló megoldásával mélyítik el az elméleti tananyagot. Ennek keretében

    • megismerik a digitális integrált áramköri építőelemek főbb típusait felhasználói szinten,
    • elsajátítják és begyakorolják a kombinációs és sorrendi hálózatok tervezési lépéseit,
    • gyakorlatot szereznek a hazárdjelenségek felismerésében és kiküszöbölésében,
    • módszereket ismernek meg és gyakorlatot szereznek a mikroprocesszoros rendszerek analízisében és szintézisében,
    • egy mikroprocesszoros eszközbázis és egy assembly nyelv alapszintű megismerése révén olyan alapokat kapnak, amelyek birtokában további mikroprocesszor rendszerek megismerése és alkalmazása könnyen elsajátítható.

    A megszerzett ismeretekkel és készségekkel a hallgatóknak képesek lesznek a villamosmérnöki gyakorlatban felmerülő bármely logikai tervezési feladat megoldására, ennek során

    • a rendszertechnikai terv kidolgozására,
    • a megfelelő építőelem-készlet kiválasztására,
    • a logikai tervezési feladat megfogalmazására,
    • a logikai tervezési lépések számítógépes végrehajtására,
    • adott számítógépes tervező rendszer (CAD) használatára.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    Digitális technika II (2+2)

    1. hét

    Előadás

    A digitális rendszerek tervezése, adatstruktúra vezérlés. Sínrendszerek definíciója, kialakulása, osztályozása. Szinkron és aszinkron működésű sínrendszerek. Vezetékek csoportosítása, az egyes vezetékcsoportok feladata.

    Gyakorlat

    Feladatok megoldása MSI áramkörök alkalmazásával: soros/párhuzamos, párhuzamos/soros átalakítás.

    2. hét

    Előadás

    A digitális számítógép felépítése, működése. Az utasítás-szervezés fejlődése. Mikroprocesszoros rendszerek kialakulása, fejlődése.

    Gyakorlat

    Feladatok megoldása MSI áramkörök alkalmazásával: hétszegmenses kijelző vezérlőrendszerének tervezése.

    3. hét

    Előadás

    A mikroszámítógépek általános felépítése, blokkvázlata, a funkcionális egységek jellemzői, a működés modellje. Egy egyszerű mikroprocesszor sínrendszerének felépítése. Alaphelyzetbe állítás, órajel generálás, READY kezelés.

    Gyakorlat

    Memóriák illesztése sínrendszerekhez. ROM, RAM memória elemek. Időzítési viszonyok a memóriák szempontjából. Az adatszélesség növelése.

    4. hét

    Előadás

    Az Assembly programozás alapfogalmai. Egyszerű mikroprocesszor utasításkészlete. Adatmozgató utasítások, ugró utasítások, aritmetikai és logikai utasítások. Címzési módok, makrók és direktívák.

    Gyakorlat

    Egyszerű assembly programozási feladatok gyakorlása.

    5. hét

    Előadás

    Egyszerű mikroprocesszor utasításkészlete. FIFO, FILO memória szervezés. Stack memória, hardver szoftver megvalósítás. Szubrutin fogalma, feltétel nélküli és feltételes szubrutinhívó és RET utasítások.

    Gyakorlat

    Egyszerű assembly programozási feladatok gyakorlása.

    6. hét

    Előadás

    A mikroszámítógépek megszakítási rendszerének általános ismertetése A megszakítás fogalma (egyszintű, többszintű, programvezérelt megszakítások). A megszakítási szubrutin felépítése, automatikus és programozható mentések, prioritási megoldások.

    Gyakorlat

    Egyszerű assembly programozási feladatok gyakorlása.

    7. hét

    Előadás

    Egyszerű mikroprocesszorokban lévő speciális egységek. Feles megszakítások, nem tiltható megszakítások alkalmazása, teszt bemenetek és közvetlen kimenetek mikroprocesszorokban. Speciális utasítások.

    Gyakorlat

    Teszt bemenetek és közvetlen kimenetek alkalmazása.

    8. hét

    Előadás

    Sínrendszerre csatlakoztatható, programozható megszakítás-kezelő egységek felépítése, működése, alkalmazása.

    Gyakorlat

    A megszakítás-kezelők alkalmazása, programozása.

    9. hét

    Előadás

    Programozható I/O egységek. A soros adatátvitel szervezése, megoldási változatok. Aszinkron és szinkron adatátvitel. Soros adatátviteli egység felépítése, működése, programozása.

    Gyakorlat

    Soros programozható I/O egység alkalmazásával illesztési feladatok gyakorlása.

    10. hét

    Előadás

    Programozható I/O egységek. A párhuzamos adatátvitel szervezése. Programozható párhuzamos adatátviteli egység felépítése, működése, programozása.

    Gyakorlat

    Programozható párhuzamos adatátviteli egység illesztése, programozása.

    11. hét

    Előadás

    A DMA működés fogalma, megvalósítása. Egy és kétciklusú DMA átvitel. A processzor sínjére csatlakoztatható DMA vezérlő működése, programozása.

    Gyakorlat

    DMA vezérlő illesztése, programozása, gyakorlati példák.

    12. hét

    Előadás

    Mikrokontrollerek: generációk, családok, irányzatok., alkalmazási lehetőségek. Mikrokontrollerek felépítése: egy elterjedt architektúra bemutatása.

    Gyakorlat

    Tervezési feladat megoldása mikrokontroller alkalmazásával.

    13. hét

    Előadás

    DSP rendszerek felépítése, fejlődése, alkalmazástechnikájuk főbb elvei.

    Gyakorlat

    A 12. heti feladat programozási részének megoldása.

    14. hét

    Előadás

    FPGA fejlesztő rendszerek főbb típusai és szolgáltatásaik.

    Gyakorlat

    Konkrét FPGA fejlesztő rendszer alkalmazásának bemutatása.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium

    (előadás, gyakorlat,):

    Heti 4 óra előadás és 2 óra tantermi gyakorlat.

    10. Követelmények

    a. A szorgalmi időszakban: egy házi feladatot ad ki a tanszék. A félévvégi aláírás feltétele a házi feladat beadása határidőre és "megfelelt" minősítése, valamint részvétel legalább a gyakorlatok 70 %-án.

    b. A vizsgaidőszakban:

    A vizsga írásbeli.

    A kreditpont megszerzésének feltétele legalább elégséges vizsgaosztályzat elérése.

    c. Elővizsga: nincs

    Minden egyéb kérdésében a TVSZ rendelkezései irányadók.

    11. Pótlási lehetőségek

    Házi feladatok pót-beadása a pótlási hét vége előtt két nappal, a feladatlapon megjelölt helyen és időpontban, a pótbeadáshoz kapcsolódó díj megfizetésével.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény szerint előzetes egyeztetés alapján

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    IRODALOM:

    Kötelező:

    Dr. Arató Péter: Logikai rendszerek tervezése - Egyetemi tankönyv, Tankönyvkiadó, 1984.
    dr. Gál Tibor: Digitális rendszerek I-II. Egyetemi jegyzet (J5-1429)
    Grantner - Horváth - László: Mikroprocesszor alkalmazási segédlet (J5-1428)
    Dr. Selényi Endre - Benesóczky Zoltán: Digitális technika - Példatár, BME, Budapest, 1991

    Ajánlott:

    M. Morris Mano, Charles R. Kime: Logic and Computer Design Fundamentals, Prentice Hall, 2001, ISBN 0-13-031486-2

    John F. Wakerly: Digital Design, Prentice Hall, 2001, ISBN 0-13-089896-1

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    (a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):

     

    Kontakt óra

    56

    Félévközi készülés órákra

    28

    Tervezési feladat

    20

    Laboratóriumi feladatok megoldása

    -

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    -

    Vizsgafelkészülés

    46

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Arató Péter

    Egyetemi tanár

    Irányítástechnika és Informatika

    Dr. Kalmár Péter

    Egyetemi docens

    Irányítástechnika és Informatika

    Dr. Horváth István

    Egyetemi adjunktus

    Irányítástechnika és Informatika