Введение в специальность. Учебная программа для высших учебных заведений по специальности IРадиоэлектронные системы (стр. 6 )

15. Методы параметрической оптимизации контуров систем радиоуправления и оптимизации их структуры.

16. Методы синтеза оптимальных систем управления с применением искусственных нейронных сетей.

примерный Перечень лабораторных работ

1. Исследование характеристик динамических звеньев контуров систем радиоуправления.

2. Исследование методов наведения.

3. Исследование гиростабилизаторов и гироприводов.

4. Исследование контуров стабилизации движения летательных аппаратов.

5. Исследование характеристик качества системы самонаведения методом математического моделирования на ПЭВМ.

6. Исследование влияния параметров динамических звеньев контура системы самонаведения на величину ошибки, быстродействие и устойчивость.

7. Параметрическая оптимизация контура системы самонаведения по критерию минимума ошибки, максимума быстродействия при сохранении устойчивости.

8. Исследование методом математического моделирования на ПЭВМ характеристик качества системы телерадиоуправления.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1. , , и др. Основы радиоуправления: Учеб. пособие / Под ред. , . - М.: Сов. радио, 1973.

2. , и др. Радиоуправление реактивными снарядами и космическими аппаратами/ Под ред. . - М.: Сов. радио, 1986.

3. , Горгонов системы самонаведения.- М.: Радио и связь, 1982.

4. Кринецкий самонаведения.-М.: Машиностроение, 1970.

5. Смирнов космическими аппаратами.-М.: Наука, 1978.

6. Теория автоматического управления / Под ред. . В 2 ч. Ч.1, Ч.2. - М.: Высш. шк., 1986.

7. Александров и адаптивные системы: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высш. шк.,1989.

8. Змитрович информационные системы. - Мн.: НТ, 1997.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. , , Типугин .- М.: Сов. радио, 1970.

2. , Горгонов ракетами.- М.: Сов. радио, 1984.

3. и др. Радиоустройства систем управления летательными аппаратами.- М.: Машиностроение, 1972.

4. Локк снарядами.- М.: Воениздат, 1982.

5. Системы управления промышленными роботами и манипуляторами/ Под ред. .- Л.: ЛГУ, 1980.

6. Моргунов методы контроля траекторий.- Рязань, 1973.

7. , , Бонч-Бруевич системы.- М.: Сов. радио, 1975.

8. Справочник по теории автоматического управления/ Под ред. .- М.: Наука, 1987.

9. Кузнецов самолетов и вертолетов ГА.- М.: МИИГА, 1988.

10. , Стадник приборы, автоматические бортовые системы управления и их техническая документация.- М.: Машиностроение, 1991.

11. , Хлебников приборы баллистических ракет.- М.: Воениздат, 1967.

12. Саломатин указания к циклу лабораторных работ по дисциплине «Основы радиоуправления» для студ. спец. «Радиотехнические системы».- Мн.: БГУИР, 1996.

13. Саломатин пособие к практическим занятиям по дисциплине «Основы радиоуправления» для студ. спец. «Радиотехнические системы».- Мн.: БГУИР, 1997.

14. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика.- М.: Мир, 1992.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 « июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-39-014/тип.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И КОММУНИКАЦИОННЫЕ

СРЕДСТВА РАДИОСИСТЕМ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности IРадиоэлектронные системы

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составители:

В. Н. Левкович, заведующий кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук;

, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

Рецензенты:

, заведующий кафедрой информатики Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», кандидат технических наук;

Кафедра информационных-вычислительных систем Военной академии Республики Беларусь (протокол от 01.01.2001 г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 10.03.2003 г.);

Научно-методическим советом по группе специальностей IСхемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения образовательного стандарта по специальности.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Вычислительные и коммуникационные средства радиосистем» разработана для специальности IРадиоэлектронные системы высших учебных заведений.

Цель изучения дисциплины – получение систематизированных знаний об архитектурах современных универсальных и сигнальных микропроцессоров, микроконтроллеров и вычислительных машин, принципах организации вычислительных систем и сетей, а также коммуникационных средств (интерфейсам) для межустройственного обмена данными.

В результате изучения дисциплины «Вычислительные и коммуникационные средства радиосистем» студент должен:

знать:

- особенности архитектур и основные технические характеристики современных универсальных и сигнальных микропроцессоров, однокристальных микроконтроллеров и вычислительных машин, а также интерфейсы современных вычислительных машин и принципы организации вычислительных систем и сетей;

уметь анализировать:

- взаимодействие функциональных блоков в вычислительной машине и вычислительной системе;

уметь выбирать:

- структуры вычислительных систем для решения радиотехнических задач, разрабатывать алгоритмы и программы для реализации процедур управления, обработки информации, анализа и генерирования сигналов;

иметь представление:

- о направлениях и перспективах развития микропроцессоров, микроконтроллеров, вычислительных машин и систем.

Программа рассчитана на общий объем 130 учебных часов, в том числе аудиторных - 80.

ВВЕДЕНИЕ

Цели и задачи дисциплины, ее роль в подготовке специалиста по радиоэлектронным системам. Поколения вычислительных машин. Классификация, области применения и основные характеристики вычислительных машин и систем.

Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Понятие об архитектуре вычислительной машины. Структура вычислительной машины. Адресные структуры основных памятей. Проблема выбора структуры и формата команд. Кодирование команд. Способы адресации. Передача управления в программах. Индексация. Теги и дескрипторы. Самоопределяемые данные. Программистские модели машин общего назначения, малых и микроЭВМ. Особенности RISC-архитектуры. Состояние процессора (программы). Вектор (слово) состояния. Организация системы прерывания программ. Рабочий цикл процессора. Совмещение операций. Конвейер команд. Конвейер операций.

Раздел 2. ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУР МИКРОПРОЦЕССОРОВ

И МИКРОЭВМ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Классификация микропроцессоров по назначению. Особенности архитектуры, основные параметры и направления развития универсальных однокристальных микропроцессоров семейства i80х86.

Семейство однокристальных микроконтроллеров i8051: области применения, особенности архитектуры, базовое ядро, система команд, особенности портов, основные характеристики.

Сигнальные микропроцессоры: области применения, особенности архитектуры, системы команд, портов ввода-вывода, основные характеристики.

PIC-контроллеры: области применения, особенности архитектуры, системы команд, портов ввода-вывода, основные характеристики.

Раздел 3. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ

ПОДСИСТЕМ ВВОДА-ВЫВОДА

Проблемы и методы организации подсистем ввода-вывода. Прямой доступ к памяти. Принципы построения и структуры подсистем ввода-вывода. Интерфейс "Мультшина" (И-41). Особенности интерфейса "Мультшина-II". CAN-интерфейс. Последовательные интерфейсы RS-232С и RS-485. Параллельный приборный интерфейс IEEE-488. Двухпроводный интерфейс I2C. Однопроводный интерфейс MicroLAN.

Раздел 4. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ

И МНОГОМАШИННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах и комплексах. Особенности организации отказоустойчивых многопроцессорных вычислительных комплексов. Типы структур многопроцессорных вычислительных систем, ориентированных на достижение сверхвысокой производительности. Конвейерно-векторные суперЭВМ. Концепция вычислительной системы с управлением потоком данных.

Раздел 5. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Общие сведения о вычислительных сетях. Классификация вычислительных сетей. Методы передачи данных по каналам связи. Коммутация каналов, сообщений и пакетов. Эталонная логическая модель вычислительной сети и иерархия протоколов. Элементы протоколов. Протоколы управления физическим и информационным каналами и сетью передачи данных. 25. Локальные вычислительные сети. Особенности организации передачи информации в локальных сетях. Методы доступа к моноканалу. Информационно-управляющие локальные сети.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Направления и перспективы развития вычислительных и коммуникационных средств современных радиоэлектронных систем.

Примерный перечень лабораторных работ

1. Исследования метода передачи данных по интерфейсу RS-232.

2. Исследование метода передачи данных по двухпроводному интерфейсу I2C.

3. Исследование метода передачи данных по однопроводному интерфейсу MicroLan.

4. Обмен данными с использованием CAN-интерфейса.

1. Программно-аппаратная модель IBM-совместимого персонального компьютера. Встроенные и внешние средства диагностики вычислительной системы.

2. Носители информации. Хранение, способы записи и считывания данных. Методы повышения надежности хранения информации в персональном компьютере.

3. Семейство МП Intel 80x86. Математический сопроцессор 80х87. Архитектура, система команд, особенности работы.

4. Процессор Pentium. Особенности организации и программирования. Параллельная работа.

5. Организация памяти IBM-совместимого компьютера. Виды памяти, аппаратная структура, методы доступа и взаимодействие процессора с памятью. Прямой доступ к ОЗУ.

6. Шинная архитектура персонального компьютера. Виды шин, материнская плата. Организация ввода-вывода по шине, обслуживание периферийных устройств.

7. Управление последовательным интерфейсом RS-232. Организация связи по последовательному порту.

8. Организация локальной сети со свободным доступом.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Каган вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

2. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2000.

3. Эрглис открытых систем.– М.: Горячая линия – Телеком, 2000.

4. Компьютерные сети: Пер. с англ. - М.: Бином. 1995.

5. , , Новиков комплексы, системы и сети: Учебник для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.

6. Шпаковский параллельных ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. - Мн.: Университетское, 1989.

7. Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. . - М.:Энергоатомиздат, 1995.

8. Лагутенко : Справочник пользователя. - СПб.: Лань, 1997.

Дополнительная

1. Михальчук и др. Микропроцессоры 80х86, Pentium: Архитектура, функционирование, программирование, оптимизация кода. - Мн.:Битрикс, 1994.

2. Фрир Дж. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990.

3. Язык ассемблера для IBM PC. - М.: Компьютер. 1993.

4. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах/ , , . - М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Однокристальные микроконтроллеры Microchip: PIC16c8x.: Пер. с англ./ Под ред. . – Рига.:ORMIX, 1996.

6. Справочное пособие по цифровой электронике: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-39-059/тип.

ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ И МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям ІРадиоэлектронные системы,

ІРадиоинформатика

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составители:

, заведующий кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук;

, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук

Рецензенты:

Кафедра информационно-вычислительных систем Военной академии Республики Беларусь (протокол от 01.01.2001 г.);

, доцент кафедры информатики Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», кандидат технических наук

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 10.03.2003 г.);

Научно-методическим советом по группе специальностей ІСхемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения образовательного стандарта по специальностям.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная программа по дисциплине «Основы цифровой и микропроцессорной техники» разработана на кафедре радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» для специальностей ІРадиоэлектронные системы, ІРадиоинформатика высших учебных заведений.

Целью преподавания дисциплины является изучение студентами основ теории, методов расчета и принципов построения современных цифровых и микропроцессорных устройств, реализующих цифровые методы управления, формирования и обработки сигналов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- основные типы импульсных и цифровых устройств, их назначение, принципы работы, параметры и характеристики, схемотехнические методы построения, булеву алгебру, методы лингвистического описания логических схем;

- арифметические и логические основы вычислительной техники, формы представления информации в электронных цифровых вычислительных устройствах, принципы организации и работы запоминающих устройств, архитектуру и функционирование микропроцессора и микрокомпьютера;

уметь характеризовать:

- физические процессы, происходящие в цифровых и микропроцессорных устройствах;

уметь анализировать:

- цифровые устройства, используя аппарат булевой алгебры и теорию конечных автоматов;

приобрести навыки:

- анализа и синтеза комбинационных и последовательных устройств;

- составления алгоритмов и программ на Ассемблере, реализующих типовые процедуры формирования сигналов, арифметические и логические преобразования, а также ввод и вывод информации.

Исследования импульсных и цифровых схем в процессе выполнения лабораторных работ рекомендуется проводить методом компьютерного моделирования с помощью пакета программ «Workbench electronik».

Исследования принципов функционирования микропроцессорного вычислителя, а также отладку программ для него в процессе выполнения лабораторных работ рекомендуется проводить на компьютерах в интегрированной среде MPLAB.

Программа рассчитана на общий объем 200 учебных часов, в том числе аудиторных – 150.

Программа состоит из двух частей. Распределение времени между частями – равное. Дисциплина должна изучаться в двух соседних семестрах. Итоговый контроль знаний обеспечивается проведением экзаменов по каждой части и защитой курсовой работы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ЧАСТЬ 1. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Введение

Структура и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами учебного плана специальности. Актуальность цифровых методов формирования сигналов и обработки информации.

Раздел 1.1. Основные понятия и определения

Характеристики импульсного процесса. Виды и параметры импульсных сигналов. Цифровые сигналы.

Классификация и общая характеристика цифровых устройств. Комбинационные и последовательностные логические устройства.

Общие сведения о системах счисления, двоичная позиционная система счисления.

Раздел 1.2. Логические основы цифровой техники

Основные понятия алгебры логики. Логические переменные. Простейшие логические операции: отрицание, логическое умножение, логическое сложение. Базовые логические элементы. Логический базис. Построение логических схем по логическим уравнениям.

Логические функции. Формы представления логических функций, таблицы истинности, логические уравнения. Совершенные дизъюнктивные (конъюнктивные) нормальные формы логических выражений. Неполностью определенные логические функции. Элементарные функции алгебры логики двух аргументов. Функции запрета. Функции равнозначности и неравнозначности. Функции импликации. Реализация элементарных функций на логических элементах.

Основные законы и правила алгебры логики. Преобразование булевых выражений. Минимизация логических функций аналитическим методом. Табличные методы минимизации логических функций.

Логический синтез комбинационных схем. Синтез и реализация в различных базисах: сумматора по модулю два, схем запрета и импликации, мажоритарного элемента, преобразователя кодов.

Раздел 1.3. Электронные ключи

и логические элементы

Характеристики электронных ключей. Ключи на биполярных транзисторах. Принцип действия, ключевой режим работы и характеристики насыщенного транзисторного ключа с общим эмиттером. Методы повышения быстродействия транзисторных ключей: ключ с форсирующей емкостью, ключ с отрицательной нелинейной обратной связью. Ключевые схемы на дифференциальных переключателях тока.

Ключевые схемы на МДП (МОП)-транзисторах.

Интегральные логические элементы. Особенности схемотехники, параметры и характеристики серий цифровых интегральных микросхем:

- диодно-транзисторной логики (ДТЛ);

- транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ);

- эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ);

- интегральной инжекционной логики (ИИЛ).

Интегральные логические схемы на МДП (КМДП) – структурах.

Многовходовые и многоступенчатые интегральные ключевые схемы. Сравнительный анализ параметров цифровых логических схем и перспективы их развития.

Раздел 1.4. Формирователи импульсных сигналов

Преобразование типовых импульсных сигналов RC-цепями. Осу-
ществление операций дифференцирования (укорачивания) и интегрирования (удлинения) импульсов с помощью RC-цепей. Влияние паразитных элементов на форму выходных сигналов. Применение операционных усилителей с обратной связью для повышения точности дифференцирования и интегрирования. Формирование импульсных сигналов с помощью линий задержки.