МИНОБРНАУКИ РОССИИ

––––––––––––––––––––––––––––––––––

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет «ЛЭТИ»

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Узлы и устройства средств вычислительной техники

Методические указания к лабораторным работам

Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 2017

УДК 681.3.06

Узлы и устройства средств вычислительной техники: метод. указания к лаб. работам / сост.: П. Н. Бондаренко, О. И. Буренева, Л. К. Головина. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. 64 с.

Содержат методические указания к выполнению работ, направленных на получение практических навыков синтеза и анализа комбинационных и последовательностных схем, а также микропрограммных автоматов с использованием САПР Quartus II.

Предназначены для подготовки бакалавров направлению «Информатика и вычислительная техника» по профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». Также могут быть использованы специалистами, занимающимися разработками электронной аппаратуры.

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний

© СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017

Введение

Приобретение знаний в области разработки цифровых узлов и устройств необходимо для формирования студентов как специалистов, способных решать задачи, связанные с проектированием, созданием и эксплуатацией цифровой техники.

Основной целью курса лабораторных работ по дисциплине «Узлы и устройства средств вычислительной техники» является получение практических навыков в решении задач синтеза комбинационных и последовательностных схем в различных базисах, анализа спроектированных узлов в процессе моделирования их работы, а также формирование умений проведения макетных экспериментов с использованием специализированного оборудования.

В учебно-методическом пособии приводятся краткие теоретические сведения, необходимые при решении задач синтеза и анализа узлов и устройств, а также методика разработки устройств и узлов с использованием систем автоматизированного проектирования (САПР). В качестве САПР выбран программный пакет Quartus II.

Курс состоит из восьми лабораторных работ. Первые две работы посвящены проектированию комбинационных схем: одна и та же функция реализуется в заданном логическом базисе, а также с использованием дешифратора и мультиплексора. В этих работах затрагивается и понятие модульного проектирования путем создания иерархического проекта. Третья работа предполагает проектирование типового комбинационного узла, четвертая работа –знакомство с триггерными элементами различного типа. Последние четыре работы ориентированы на разработку последовательностных узлов: регистров, счетчиков, конечных цифровых автоматов. Каждая работа кроме непосредственного проектирования устройства предполагает выполнение моделирования и проведение натурного эксперимента с использованием учебного стенда, реализованного на базе программируемой логической интегральной микросхемы (ПЛИС).

Результатом выполнения каждой работы является разработка структурной и функциональной схем цифрового устройства в выбранном или заданном интегральном базисе в соответствии с техническим заданием.