6. Материально–техническое обеспечение дисциплины

Преподавание дисциплины "Основы микроэлектроники" осуществляется в специально оборудованных кабинетах и учебных лабораториях. Чтение лекций проводится в лекционной аудитории, оборудованной проекционной, осветительной, компьютерной и мультимедийной техникой, имеющей кафедру, приспособленную для проведения лекционного эксперимента.

Подготовка демонстраций осуществляется в демонстрационном кабинете, где, кроме необходимого учебного оборудования имеется мастерская для изготовления простейших приспособлений и ремонта оборудования, а также комплекс измерительных приборов и оборудования, предназначенных для обеспечения демонстрационного эксперимента и выполнения лабораторных работ.

Лабораторный практикум проводится в специализированной учебной лаборатории, оборудованной с учётом гигиенических, эргономических, методических, противопожарных требований и требований техники безопасности. На каждом рабочем месте могут поочередно выставляться лабораторные стенды по основам автоматики и вычислительной техники (ОАВТ), действующая модель ЭВМ «Микролаб» КР580ВМ80, компьютеры, объединенные в локальную сеть и предназначенные для выполнения виртуальных экспериментов.

7. Содержание итогового и промежуточного контроля

Текущий контроль знаний студентов по отдельным наиболее важным темам курса проводится в два этапа.

Первый этап – сдача теоретического минимума с использованием оригинальных компьютерных контролирующих программ выполняется в специально отведенное время в рамках внеаудиторной самостоятельной работы студентов под наблюдением преподавателя либо учебного мастера.

Второй этап – защита лабораторной работы, где студент должен продемонстрировать преподавателю определенный уровень профессиональной компетентности по затронутым в данной работе вопросам.

Итоговый контроль усвоения материала осуществляется при проведении зачета (9 семестр) и экзамена (10 семестр). Зачет выставляется по результатам текущего контроля работы студентов после сдачи всех тем теоретического минимума и защиты всех лабораторных работ.

7.1. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы

1. Выход с открытым коллектором (ок), обозначается:

-Косым крестом.

+Подчеркнутым ромбом.

-Перечеркнутым ромбом.

2. Найти сумму чисел в двоичной системе (1011 и 111):

+ 10010

- 1100

- 11111

- 10101

3. Найти разность чисел в двоичной системе (10010 и 1100):

-11110

+110

-11010

-1010

4. Просуммировать по модулю 2 два двоичных числа 1111 и 1011 :

-10110

-11111

+0100

-1001

7.2. Примерный перечень вопросов к экзамену

Теоретические вопросы:

1. Классификация изделий микроэлектроники (по виду обрабатываемых сигналов, по функциональной сложности, по структуре и базовой технологии изготовления, по типу используемых активных элементов).

2. Основные особенности интегральных схем как самостоятельного типа электронных приборов

3. Основные параметры логических микросхем. Серии цифровых интегральных схем. Сопоставление характеристик микросхем разных серий

4. Современные проблемы и перспективы развития микроэлектроники

5. Технология производства интегральных схем. Базовые технологические операции

6. Импульсный (цифровой) периодический сигнал и его основные характеристики

7. Элементарные логические функции И, ИЛИ, НЕ и их электрические модели. Наборы «И‑НЕ» и «ИЛИ‑НЕ» как полная функциональная система.

8. Исключающее ИЛИ. Возможность наращивания числа входов логических элементов. Логические элементы как ключи.

9. Мажоритарный элемент и его использование

10. Устройство и работа базового элемента ТТЛ-серии. Логические элементы с открытым коллектором и с возможностью перехода в z–состояние.

11. Логические элементы на МОП-, КМОП-, БиКМОП- и МеП-структурах

12. RS-триггер на логических элементах с прямыми и с инверсными входами. Таблицы состояний

13. Синхронизируемый RS-триггер, статический D-триггер и DV-триггер. Логика их работы и реализация на логических элементах.

14. Динамические D-триггеры, срабатывающие по фронту синхросигнала.

15. Устройство и работа JK-триггера. Универсальность триггеров JK-типа.

16. Двухступенчатые триггеры RS- и JK-типа.

17. Схемные варианты реализации счетного триггера

18. Суммирующий и вычитающий асинхронные двоичные счетчики.

19. Реверсивный счетчик.

20. Принцип работы синхронного двоичного счетчика. Устройство и работа четырехразрядного синхронного счетчика на триггерах JK-типа

21. Шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов.

22. Последовательные и параллельные регистры.

23. Мультиплексор и демультиплексор

24. Сумматор по модулю два, полусумматор, полный сумматор.

25. Суммирующее устройство последовательного типа.

26. Суммирующее устройство параллельного типа.

27. Устройство умножения.

28. Устройство и принцип работы статического ОЗУ объемом 64 бит (8 слов на 4 разряда).

29. Принципы увеличения объёма статического ОЗУ.

30. Устройство и принцип работы транзисторных ПЗУ.

31. Назначение и основные характеристики ЦАП. ЦАП с использованием сумматора на ОУ и взвешивающих резисторов.

32. ЦАП на ОУ с использованием резисторной матрицы R-2R.

33. Устройство и принцип работы синтезирующего генератора.

34. Назначение и основные характеристики АЦП. Принцип работы параллельного АЦП.

35. АЦП с использованием метода двойного интегрирования.

36. Общее устройство и основные характеристики модели ЭВМ «Микролаб» КР580ВМ80.

37. Структура и принцип организации работы микропроцессора КР580ВМ80.

38. Организация ввода-вывода информации в модели ЭВМ «Микролаб» КР580ВМ80

39. Устройство и работа клавиатуры модели ЭВМ «Микролаб» КР580ВМ80.

40. Понятие об автоматических системах контроля и управления.