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

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

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

(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.

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.

(előadás, gyakorlat,):

Heti 4 óra előadás és 2 óra tantermi gyakorlat.

Minden egyéb kérdésében a TVSZ rendelkezései irányadók.

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

Igény szerint előzetes egyeztetés alapján

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

(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)):