Раздел 2: Схемотехника и микропроцессорные системы

• Определение триггера. Триггер как абстрактный автомат. Граф переключения триггера. Закон функционирования триггера. Классифи­кация триггеров. Одноступенчатые триггеры RS, D, JK-триггеры; D-триггеры с динамическим управлением. Универсальные JK и D триггеры. Т—триггер на базе JK и D —триггеров.

• Проектирование триггеров с произвольным законом функциониро­вания на базе универсальных триггеров.

• Физическая реализация логических функций. Положительная и отрицательная логика. Понятие системы элементов ЭВМ. Функциональная (логическая) и техническая полнота систем. Требования, предъявляемые к системам элементов.

• Операционные устройства: регистры, счетчики, сумматоры, дешифраторы, селекторы, шифраторы, мультиплексоры, схемы контроля, схемы сравнения (цифровые компа­раторы), преобразователи кодов, умножители, сдвигатели.

• Интерфейсные схемы. Принципиальная необходимость в интерфейс­ных схемах. Шинные формирователи и буферные регистры. Интерфейсные БИС. Расчет нагрузки на шине (динамический и статический). ИС пере­датчиков и приемников сигналов (АП, УП, ТЛ и т.п.). Прием — переда­ча внешних (нестандартных) сигналов.

• Генераторы синхросигналов и схемы, изменяющие параметры сигна­лов. Генераторы на логических универсальных ИС малой степени интег­рации. Генераторы на основе специальных ИС (одновибраторы, таймеры) средней степени интеграции. БИС многофункциональных, многовыходных генераторов. Схемы задержки, сдвига импульсов. Схемы изменения дли­тельности импульсов. Другие схемы (запуска, привязки к синхросиг­налам, выделения требуемого числа импульсов).

• Средства отладки цифровых систем. Проблемы определения непра­вильной последовательности сигналов, их формы, уровня и других пара­метров. Основные и вспомогательные средства отладки.

• Запоминающие устройства статического типа. БИС ЗУ: структура, принцип действия (сло­варный, матричный), запоминающие элементы, усилители, дешифраторы. Основные параметры. Временные диаграммы. Модуль статического ЗУ: структура, работа, расчет. Выполнение операций записи, чтения. Связь с шиной (данных, адреса). Расчет фактических временных параметров.

• апоминающие устройства динамического типа. БИС ДИН ЗУ. Структура, принцип действия. Запоминающие элементы. Временные диаграммы работы БИС ДИН ЗУ. Особен­ности использования БИС динамических ЗУ. Модуль динамического ЗУ: структура, работа. Связь с шиной. Выполнение записи, чтения, реге­нерации. Временные диаграммы. Организация регенерации (контроллером ОЗУ, модулем ПДП, процессором).

• Постоянные запоминающие устройства. Определение, классификация ПЗУ. Назначение, существующие типы БИС, серии. ПЗУ как универсальный операционный элемент. Примеры применения ПЗУ. Совместное использование ПЗУ, ПЛМ и мультиплексоров.

• Программирование ППЗУ. Принцип записи и стирания информации в программируемых ПЗУ различных типов. Средства автоматизации программирования.

• Понятие архитектуры микропроцессорной системы. Особенности проектирования архи­тектуры МПС. Архитектура Фон-Неймана, Гарвардская. Командный цикл. Организация пространств памяти и ввода-вывода. Управление виртуаль­ной памятью, защита информации в памяти. Регистры микропроцессора. Типовые структуры регистровой области памяти.

• Адресация данных. Прямая, явная, неявная. Однокомпонентные и многокомпонентные способы адресации. Типовые структуры МПС. Маги­стрально-модульная, магистрально-каскадная, магистрально-радиальная структуры. Циклы обращения к магистрали.

• Шины микропроцессорных систем. Сопряжение устройств на шине. Циклы передачи информации.

• Программно-управляемый ввод/вывод. Прерывания в микропроцессорных системах. Прямой доступ к памяти.

• PIC контроллеры фирмы Microchip. Архитектура, система команд, Электрические параметры.

• Инструментальные средства для проектирования и отладки устройств с использованием PIC-контроллеров.

• Архитектура ПЛИС CPLD и FPGA.

• Разработка цифровых устройств на ПЛИС. Интегрированная среда разработки.

• Электронная память в микропроцессорных системах. Адресное взаимодействие составных частей микропроцессорной системы.