09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11...

14
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра 1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" Московский институт электроники и математики Департамент компьютерной инженерии Рабочая программа дисциплины «Схемотехника» для образовательной программы «Информатика и вычислительная техника», направления подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», уровень бакалавр Разработчик программы Сафонов Сергей Николаевич, ст.преподаватель, [email protected] Одобрена на заседании департамента компьютерной инженерии «____»_______________ 2016 г. Руководитель департамента Владимир Александрович Старых ___________________ Рекомендована Академическим советом образовательной программы «___»____________ 2016 г., № протокола_________________ Утверждена «___»____________ 2015 г. Академический руководитель образовательной программы Татьяна Александровна Потапова ________________________ Москва, 2016 Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения подразделения-разработчика программы.

Upload: others

Post on 18-Jul-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

1

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

"Национальный исследовательский университет

"Высшая школа экономики"

Московский институт электроники и математики

Департамент компьютерной инженерии

Рабочая программа дисциплины «Схемотехника»

для образовательной программы «Информатика и вычислительная техника»,

направления подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»,

уровень бакалавр

Разработчик программы

Сафонов Сергей Николаевич, ст.преподаватель, [email protected]

Одобрена на заседании департамента компьютерной инженерии

«____»_______________ 2016 г.

Руководитель департамента Владимир Александрович Старых ___________________

Рекомендована Академическим советом образовательной программы

«___»____________ 2016 г., № протокола_________________

Утверждена «___»____________ 2015 г.

Академический руководитель образовательной программы

Татьяна Александровна Потапова ________________________

Москва, 2016

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета

и другими вузами без разрешения подразделения-разработчика программы.

Page 2: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

2

1 Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к

знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных

ассистентов и студентов, обучающихся на образовательной программе "Информатика и вычис-

лительная техника", изучающих дисциплину «Схемотехника».

Программа разработана в соответствии с документами:

Образовательным стандартом университета для направления подготовки 09.03.01

«Информатика и вычислительная техника»

Рабочим учебным планом университета образовательной программы «Информатика

и вычислительная техника, утвержденным в 2015 г

2 Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Схемотехника» являются:

изучение основ функционирования и принципов построения цифровой и аналоговой

аппаратуры

изучение типовых схемотехнических решений

освоение методов расчета и автоматизированного проектирования электронных узлов

современной электронно-вычислительной аппаратуры

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: УК-2,

УК-6, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-6.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

- сущность физических процессов, протекающих в электронных схемах

- принцип действия типовых электронных узлов и методики их расчета

Уметь:

- пользоваться методами анализа и синтеза аналоговых и цифровых устройств

- выбирать и использовать современную элементную базу

Иметь навыки (приобрести опыт):

- проектирования типовых функциональных узлов ЭВМ

- оформления схемотехнической документации

В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

Компетенция Код по

ФГОС/

НИУ

Дескрипторы – основные признаки

освоения (показатели достижения

результата)

Формы и методы обучения,

способствующие формиро-

ванию и развитию компе-

тенции

Способен выявлять

научную сущность про-

блем в профессиональ-

ной области

УК-2 Формулирует проблемы и спо-

собы их решения

Лекции

Практические занятия

Способен вести иссле-

довательскую деятель-

ность, включая анализ

проблем, постановку це-

УК-6 Владеет методами исследова-

ний

Лекции

Практические занятия

Лабораторные работы

Page 3: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

3

Компетенция Код по

ФГОС/

НИУ

Дескрипторы – основные признаки

освоения (показатели достижения

результата)

Формы и методы обучения,

способствующие формиро-

ванию и развитию компе-

тенции

лей и задач, выделение

объекта и предмета ис-

следования, выбор спо-

соба и методов исследо-

вания, а также оценку

его качества

Способен провести ана-

лиз научно-технической

информации, отече-

ственного и зарубежного

опыта по тематике ис-

следований

ПК-1 Готовит отчеты Лекции

Практические занятия

Способен организовать

и провести эксперимен-

тальные исследования

на объектах профессио-

нальной деятельности по

заданной методике

ПК-2 Владеет методиками исследо-

ваний

Практические занятия

Лабораторные работы

Способен обработать

результаты эксперимен-

тальных исследований с

применением современ-

ных информационных

технологий и техниче-

ских средств

ПК-3 Владеет методами обработки

данных

Практические занятия

Лабораторные работы

Способен провести ма-

кетирование новых объ-

ектов профессиональной

деятельности на основе

результатов проведен-

ных исследований

ПК-6 Знает методы проектирования Лекции

Практические занятия

Лабораторные работы

4 Место дисциплины в структуре образовательной программы

Настоящая дисциплина относится к профессиональному циклу (Б.Пр), базовой части

(Б.Пр.Б.) в образовательной программе направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная

техника».

Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

Математический анализ

Физика

Информатика и программирование

Дискретная математика

Page 4: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

4

Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями:

Дифференциальное и интегральное исчисления, линейная алгебра и аналитиче-

ская геометрия

Электричество и магнетизм, цепи постоянного тока, цепи переменного тока, пе-

реходные процессы

Дискретная математика (алгебра логики, теория графов)

Основы программирования (типы и структуры данных, процедуры, функции)

Организация ЭВМ (архитектура компьютера, вычислительные системы, логиче-

ская организация памяти, системы ввода-вывода)

Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изуче-

нии следующих дисциплин:

Микроконтроллерные системы

Цифровая обработка сигналов и кодирование

Встроенные и распределенные системы сбора данных

5 Тематический план учебной дисциплины

№ Название раздела Всего

часов

Аудиторные часы Самостоя-

тельная

работа Лекции

Семинары Практические

занятия

1 Электронные ключи и логиче-

ские элементы

16 -- 4 2 10

2 Функциональные узлы после-

довательностного типа

14 -- 2 2 10

3 Схемотехника запоминающих

устройств

14 4 -- -- 10

4 БИС и СБИС с программируе-

мой структурой

16 4 -- -- 12

5 Цифро-аналоговые и аналого-

цифровые преобразователи

22 4 4 2 12

6 Операционные усилители 20 4 2 4 10

7 Обратные связи в электронных

устройствах

14 2 2 -- 10

8 Аналоговые узлы математиче-

ской обработки сигналов

18 4 2 2 10

9 Активные фильтры 18 2 2 4 10

10 Электромагнитная совмести-

мость электронных устройств

18 4 2 2 10

11 Автоматизация схемотехниче-

ского проектирования цифро-

вых и аналоговых электронных

узлов

20 -- 4 2 14

Всего 190 28 24 20 118

Page 5: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

5

6 Формы контроля знаний студентов

Тип контроля Форма

контроля

1

модуль

2

модуль

Параметры контроля

Текущий

Контрольная

работа

* Письменная работа, 40 минут.

Домашнее

задание

* Письменная работа, объем 6 - 12 стр.

Проводится защита домашнего задания.

Итоговый Экзамен * Устный экзамен

6.1 Критерии оценки знаний, навыков

Текущий контроль предусматривает письменную контрольную работу по лекционному

материалу и материалам семинарских занятий, а также письменное домашнее задание. Оценки

по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.

В ответе на контрольную работу в 1 модуле студент должен подтвердить знание принци-

пов функционирования цифровых электронных узлов.

Домашнее задание во 2 модуле направлено на углубленное изучение типовых электрон-

ных схем, их схемотехники, методов анализа параметров и проектирования. Отчет по домаш-

нему заданию должен содержать анализ состояния проблемы, результаты моделирования ста-

тических и динамических процессов в заданной схеме. Домашние задания способствуют прак-

тическому освоению навыков разработки и тестирования функциональных узлов с использова-

нием программы электронного моделирования MicroCAP.

Итоговый контроль во 2 модуле – устный экзамен, включающий 2 теоретических вопроса:

по схемотехнике цифровых и схемотехнике аналоговых электронных устройств.

7 Содержание дисциплины

раздела

Название раздела.

Содержание раздела.

1 Электронные ключи и логические элементы

Ключи ТТЛ

Вида ключей. Режимы работы. Остаточные параметры ключа. Динамиче-

ские характеристики. Топология.

Ключи КМДП

Ключи на n-канальном и p-канальном транзисторах. Ключ КМДП. Двуна-

правленный ключ. Остаточные параметры. Топология.

Базовые логические элементы ТТЛ

Элемент И, элемент ИЛИ. Входная, выходная и передаточная характери-

стики. Виды выходных каскадов.

Базовые логические элементы КМДП

Элемент И, элемент ИЛИ. Статические характеристики. Виды выходных

каскадов.

Динамические параметры ключей

2 Функциональные узлы последовательностного типа

Триггеры

Асинхронные и синхронные, двухступенчатые триггерные схемы.

RS, T, D, DV, JK – триггеры в интегральном исполнении.

Page 6: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

6

Регистры

Регистры и их назначение. Регистры хранения и сдвига. Универсальные

регистры. Кольцевые распределители на основе регистров. Регистровая па-

мять.

Счетчики

Счетчики и их назначение. Двоичные счетчики с последовательным и па-

раллельным переносом. Синхронные и асинхронные счетчики. Суммирую-

щие, вычитающие и реверсивные счетчики. Счетчики по произвольному мо-

дулю пересчета. Двоично-десятичные счетчики. Делители частоты.

3 Схемотехника запоминающих устройств.

Классификация ЗУ.

Схемотехника ячеек хранения статического и динамического типов, ком-

плементарных структур в больших интегральных схемах. ЗУ биполярного

типа и на МДП-структурах.

Масочные, прожигаемые ПЗУ, ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием.

БИС постоянных, репрограммируемых и ассоциативных ЗУ.

4 БИС и СБИС с программируемой структурой

Программируемые логические матрицы, программируемая матричная ло-

гика

Постоянные и программируемые постоянные запоминающие устройства.

Программируемые логические матрицы и их разновидности. Синтез ком-

бинационных и последовательностных схем на ПЛМ. Области применения

устройств программируемой логики.

Типовые интегральные схемы постоянных запоминающих устройств и

программируемых логических матриц.

Базовые матричные кристаллы, оперативно-перестраиваемые FPGA

Матричные БИС. Схемные и конструктивные особенности матричных БИС. Структура базовых ячеек матричных БИС. Библиотеки типовых функциональных элементов для матричных БИС.

Программируемые логические интегральные схемы. Принципы их по-

строения и способы программирования для выполнения заданных функций.

Программируемые пользователем вентильные матрицы. Логические бло-

ки, блоки ввода - вывода, системы межсоединений. Области применения.

5 Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи

Методы цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования. ЦАП с

промежуточным преобразованием, на основе матрицы R-2R, с двоично-

взвешенными резисторами. Преобразователь напряжение-частота. Интегри-

рующие АЦП. АЦП считывания, последовательного счета, поразрядного

уравновешивания.

6 Операционные усилители

Классификация ОУ. Понятие об идеальном ОУ. Погрешности ОУ. Пара-

метры реальных ОУ и их влияние на характеристики схемы. Типовые схемы

включения ОУ. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики

каскадов на основе ОУ. Условия устойчивости схем на ОУ. Частотная кор-

рекция каскадов на ОУ.

7 Обратные связи в электронных устройствах

Структуры устройств с обратными связями. Стабилизирующая и частот-

Page 7: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

7

но-зависимая обратные связи. Положительная обратная связь, условия само-

возбуждения. Обратная связь в релаксационных устройствах.

8 Аналоговые узлы математической обработки сигналов

Дифференциальные усилители на ОУ. Узлы математической обработки:

суммирующие и вычитающие устройства, интегрирующие и дифференци-

рующие усилители. Преобразователь ток-напряжение. Активные ограничи-

тели, схемы детектирования сигналов, устройства выборки-хранения. Изме-

рительные усилители.

9 Активные фильтры

Классификация фильтров. Параметры фильтров в частотной и временной

областях. Активные фильтры, области применения, достоинства и недостат-

ки. Активные фильтры 2-го порядка на основе ИНУН. Двойной Т-образный

фильтр. Биквадратные фильтры. Фильтры на переключаемых конденсато-

рах.

10 Электромагнитная совместимость электронных устройств Причины искажений сигналов и помех в электронных устройствах.

Внешние и внутренние помехи. Естественные и преднамеренные электро-

магнитные воздействия. Искажения сигналов в «коротких» и «длинных» ли-

ниях связи. Помехи в цепях питания. Способы защиты от воздействий по-

мех.

11 Автоматизация функционально-логического этапа проектирования

цифровых узлов и устройств.

Этапы и методы проектирования цифровых узлов и устройств ЭВМ.

Основы интегрированной системы автоматизированного проектирования.

Подсистемы схемотехнического проектирования (моделирование компо-

нент, моделирование, анализ и оптимизация схем) и конструкторского

проектирования (топология схемы, металлизации). Схемотехнический ана-

лиз, логическое моделирование, верификация и разработка топологии мат-

ричных БИС. Автоматизация программирования программируемых логиче-

ских ИС.

8 Образовательные технологии

При изучении дисциплины внимание должно уделяться решению следующих задач: теоре-

тической подготовке и практическому применению знаний для разработки электронных

устройств ЭВМ.

Знания теории приобретаются на лекциях и практических занятиях. Лекции читаются в

форме презентаций. Семинарские занятия проводятся в форме презентаций и в традиционной

форме. Для активного участия в практических занятиях студенты выполняют самостоятельную

подготовку по заданным темам с использованием материалов лекций и рекомендованной лите-

ратуры. Предусматривается выступление студентов на семинарских занятиях с краткими до-

кладами. Лабораторные занятия проводятся в лаборатории, оснащенной лабораторным обору-

дованием и измерительными приборами, моделирование электронных схем выполняется в ла-

боратории с использованием программ электронного моделирования.

Page 8: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

8

8.1 Методические указания студентам

1. Результаты подготовки к кратким докладам на семинарских занятиях оформляются в

форме презентаций.

2. Отчет о домашнем задании (2 модуль), в зависимости от направления работы, должен

включать следующие основные разделы:

Анализ технического задания

Обзор проблем схемотехники и анализ путей их решения

Разработка принципиальной схемы электронного устройства

Моделирование электронного устройства

Оформление принципиальной схемы электронного устройства

Выводы

3. Результаты выполнения лабораторных работ оформляются в форме отчетов. Отчеты

представляются к защите в электронной форме. Отчеты должны содержать схемы устройств,

результаты измерений сигналов в электронных устройствах, скриншоты окон программы моде-

лирования и другие материалы, в соответствии с заданием. Выполнение лабораторных работ

является обязательным. Студентам, отсутствовавшим на лабораторных занятиях по уважитель-

ным причинам, предоставляется дополнительное время в лаборатории. Студенты, не выпол-

нившие лабораторные работы без уважительных причин, получают пониженные оценки за

практическую часть курса.

9 Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

9.1 Вопросы для текущего контроля - контрольной работы (1 модуль). Форма проведения –

письменная. Длительность выполнения 40 минут.

1. Электронные ключи ТТЛ.

2. Электронные ключи КМДП.

3. Базовые логические элементы ТТЛ.

4. Базовые логические элементы КМДП.

5. Классификация запоминающих устройств.

6. Основные параметры запоминающих устройств.

7. Структура запоминающих устройств со словарной организацией, их особенности.

8. Структура запоминающих устройств с матричной организацией, их особенности.

9. Построение многоразрядных запоминающих устройств с матричной организацией.

10. Структура запоминающих устройств с комбинированной выборкой, их функционирова-

ние.

11. Элементы памяти оперативных запоминающих устройств статического типа, их функ-

ционирование.

12. Элемент памяти динамического типа, его функционирование.

13. Постоянные запоминающие устройства. Классификация.

14. Виды постоянных запоминающих устройств.

15. ПЗУ матричного типа. Схема матрицы. Топология матрицы.

16. Однократно программируемое ПЗУ с пережигаемыми перемычками.

17. Репрограммируемое ПЗУ на лавинно-инжекционных транзисторах с плавающим затво-

ром.

18. Схема запоминающего элемента на ЛИПЗ МОП-транзисторах.

19. Репрограммируемое ПЗУ с электрической записью и стиранием информации.

20. Программируемые логические матрицы. Структура.

21. Схемотехника программируемых логических матриц.

22. Программируемая матричная логика.

Page 9: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

9

23. Методы аналого-цифрового преобразования.

24. Методы цифро-аналогового преобразования.

25. АЦП на основе матрицы R-2R.

26. Преобразователь напряжение-частота.

27. Интегрирующие АЦП.

28. АЦП считывания.

29. АЦП последовательного счета.

30. АЦП поразрядного уравновешивания.

31. АЦП на основе дельта-сигма модуляторов.

9.2 Темы для текущего контроля - домашнее задание (2 модуль). Форма отчетности –

письменный отчет

1. Технологические проблемы электроники и перспективные направления развития эле-

ментной базы.

2. Анализ моделей полупроводниковых элементов в системах электронного моделирова-

ния.

3. Перспективы развития полупроводниковых запоминающих устройств.

4. Проблема быстродействия вычислительной аппаратуры и способы ее решения.

5. Области применения программируемых логических матриц в устройствах вычислитель-

ной техники.

6. Виды и параметры динамических запоминающих устройств.

7. Анализ параметров операционных усилителей, выпускаемых ведущими фирмами.

8. Анализ параметров программируемых логических матриц, выпускаемых ведущими

фирмами.

9. Анализ функциональных возможностей программы схемотехнического моделирования

QUCS.

10. Анализ функциональных возможностей программы схемотехнического моделирования

Proteus.

11. Анализ функциональных возможностей программы схемотехнического моделирования

MicroCAP.

12. Анализ функциональных возможностей программы схемотехнического моделирования

PSpice.

13. Анализ функциональных возможностей программы схемотехнического моделирования

LTSpice.

14. Схемотехника импульсных источников электропитания вычислительной аппаратуры.

15. Расчет электрических параметров линий связи на печатной плате средствами програм-

мы QUCS.

16. Моделирование измерительного усилителя с учетом отклонений параметров элементов.

17. Моделирование активных фильтров второго порядка верхних и нижних частот с учетом

отклонений параметров элементов.

18. Моделирование полосовых и режекторных активных фильтров с учетом отклонений па-

раметров элементов.

19. Моделирование цифро-аналогового преобразователя на основе матрицы R-2R с учетом

отклонений параметров элементов.

20. Моделирование аналого-цифрового преобразователя двойного интегрирования с учетом

подавления регулярной помехи.

21. Моделирование аналого-цифрового преобразователя параллельного преобразования с

учетом отклонений параметров элементов.

22. Моделирование регулируемого стабилизатора напряжения на операционном усилителе.

23. Моделирование генератора импульсных сигналов с учетом отклонений параметров эле-

ментов.

Page 10: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

10

24. Моделирование преобразователя температура-напряжение на основе полупроводнико-

вого диода.

25. Моделирование преобразователя температура-напряжение на основе термометра сопро-

тивления ТСМ.

26. Расчет искажений импульсных сигналов в «коротких» линиях связи вычислительной

аппаратуры.

27. Расчет искажений импульсных сигналов в «длинных» линиях связи вычислительной ап-

паратуры.

28. Проблема электромагнитной совместимости вычислительной аппаратуры.

29. Проблема помехоустойчивости цепей электропитания вычислительной аппаратуры.

30. Расчет статического режима цепей питания вычислительной аппаратуры.

31. Расчет импульсных помех в цепях питания вычислительной аппаратуры.

32. Воздействие сверхмощных электромагнитных полей на вычислительную аппаратуру.

33. Анализ параметров волоконно-оптических линий связи для компьютерных сетей.

9.3 Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

Вопросы к итоговому контролю (2 модуль). Устный экзамен

1. Электронные ключи ТТЛ.

2. Электронные ключи КМДП.

3. Базовые логические элементы ТТЛ.

4. Базовые логические элементы КМДП.

5. Классификация запоминающих устройств

6. Основные параметры запоминающих устройств

7. Структура запоминающих устройств со словарной организацией, их особенности

8. Структура запоминающих устройств с матричной организацией, их особенности

9. Построение многоразрядных запоминающих устройств с матричной организацией

10. Структура запоминающих устройств с комбинированной выборкой, их функциони-

рование

11. Элементы памяти оперативных запоминающих устройств статического типа, их

функционирование

12. Элемент памяти динамического типа, его функционирование

13. Постоянные запоминающие устройства. Классификация

14. Виды постоянных запоминающих устройств

15. ПЗУ матричного типа. Схема матрицы. Топология матрицы

16. Однократно программируемое ПЗУ с пережигаемыми перемычками

17. Репрограммируемое ПЗУ на лавинно-инжекционных транзисторах с плавающим за-

твором

18. Схема запоминающего элемента на ЛИПЗ МОП-транзисторах

19. Репрограммируемое ПЗУ с электрической записью и стиранием информации

20. Программируемые логические матрицы. Структура

21. Схемотехника программируемых логических матриц

22. Программируемая матричная логика

23. Базовые матричные кристаллы. Классификация

24. Структуры базовых матричных кристаллов

25. Базовая ячейка БМК на МДП-транзисторах

26. Базовые матричные кристаллы с расширенными функциями

27. Параметры базовых матричных кристаллов

28. СБИС с программируемыми и репрограммируемыми структурами. Области приме-

нения СБИС программируемой логики

Page 11: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

11

29. Виды программирования СБИС программируемой логики

30. Программируемые вентильные матрицы

31. Воспроизведение функции логическим блоком

32. Система межсоединений FPGA

33. СБИС типа «Система на кристалле». Структура СБИС «Система на кристалле»

34. Статические параметры ЦАП и АЦП

35. Динамические параметры ЦАП

36. Теорема Котельникова

37. ЦАП с двоично-взвешенными резисторами

38. ЦАП на матрице R-2R

39. АЦП развертывающего преобразования

40. АЦП последовательных приближений. Схема. Алгоритм работы

41. АЦП параллельного преобразования

42. АЦП двойного интегрирования

43. Схема и принцип действия дифференциального каскада.

44. Коэффициент усиления дифференциального сигнала ОУ. Передаточная характери-

стика.

45. Упрощенная эквивалентная схема ОУ.

46. Коэффициент передачи синфазного сигнала ОУ. Коэффициент ослабления синфазно-

го сигнала.

47. Входное напряжение смещения ОУ.

48. Входной ток смещения ОУ. Уменьшение влияния входных токов.

49. Разность входных токов ОУ (входной ток сдвига).

50. Эквивалентная схема входных цепей ОУ с учетом статических погрешностей.

51. Амплитудная и фазовая частотные характеристики RC-цепочки.

52. Диаграммы Боде.

53. Коэффициент передачи усилителя с обратной связью. Условие устойчивости уси-

лителя.

54. Эквивалентная схема усилителя с последовательной отрицательной обратной связью

по напряжению.

55. Эквивалентная схема усилителя с последовательной отрицательной обратной связью

по току.

56. Эквивалентная схема усилителя с параллельной отрицательной обратной связью по

напряжению.

57. Эквивалентная схема усилителя параллельной отрицательной обратной связью по

току.

58. Инвертирующий усилитель. Схема, коэффициент усиления.

59. Неинвертирующий усилитель. Схема, коэффициент усиления.

60. Инвертирующий сумматор. Схема, коэффициент усиления.

61. Дифференциальный усилитель. Схема, коэффициент усиления.

62. Интегратор. Схема, коэффициент усиления.

63. Асинхронный RS-триггер с инверсным управлением.

64. Суммирующие и вычитающие счетчики.

65. Счетчики с недвоичным коэффициентом счета.

66. Асинхронные и синхронные счетчики.

67. Назначение фильтров в аппаратуре.

68. Частотнозависимые цепи. Мост Вина. Двойной Т-образный мост.

69. Виды амплитудно-частотных характеристик фильтров.

70. Преобразование частотных характеристик при включении их в обратные связи уси-

лителей.

71. Фильтры нижних частот.

Page 12: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

12

72. Передача импульсных сигналов фильтрами.

73. Проблема электромагнитной совместимости электронных устройств.

74. Причины искажений сигналов и помех в электронных устройствах.

75. Внешние и внутренние помехи.

76. Естественные и преднамеренные электромагнитные воздействия.

77. Искажения сигналов в «коротких» и «длинных» линиях связи.

78. Помехи в цепях питания.

79. Способы защиты от воздействий помех.

10 Порядок формирования оценок по дисциплине

1. Оценка за освоение теоретического материала выставляется на основе количества по-

сещений лекций, подготовки выступлений на семинарских занятиях по теоретиче-

ским вопросам курса (обзорно-аналитического характера), выполнения индивидуаль-

ных заданий по дополнительным разделам курса, по желанию студента.

2. Оценка за практические занятия выставляется на основе количества посещений прак-

тических занятий, а также за выполнение расчетных заданий по темам курса.

3. Оценка за письменную контрольную работу выставляется по результатам полноты,

точности ответа на вопрос.

4. Оценка за выполнение лабораторных работ выставляется по результатам защиты от-

четов. Оценивается полнота материалов, приведенных в отчетах, правильность ре-

зультатов, умение оценить результаты при изменениях параметров схем и режимов

их работы. Выполнение лабораторных работ является обязательным.

5. Оценка за письменное домашнее задание выставляется на основе полноты обзорно-

аналитических материалов, обоснованности схемотехнических решений, правильно-

сти расчетов, качества оформления отчета, точности выводов.

Промежуточный контроль (1 модуль).

Результат фиксируется преподавателем и объявляется студентам, в ведомость не вно-

сится.

Q1теор – оценка за освоение теоретического материала в 1 модуле по десятибалльной шкале

Q1пра – оценка за практические занятия по десятибалльной шкале

Q1кон.раб – оценка за письменную контрольную работу по десятибалльной шкале

Оценка промежуточного контроля в 1 модуле рассчитывается по формуле:

Q1итог = 0,33*( Q1теор + Q1пра + Q1кон.раб )

Оценка рассчитывается с точностью до двух значащих цифр

Промежуточный контроль (2 модуль)

Результат фиксируется преподавателем и объявляется студентам, в ведомость не вно-

сится.

Q2теор – оценка за освоение теоретического материала во 2 модуле по десятибалльной шкале

Q2лаб – оценка за выполнение лабораторных работ по десятибалльной шкале

Q2дом.задан – оценка за письменное домашнее задание по десятибалльной шкале.

Оценка промежуточного контроля во 2 модуле рассчитывается по формуле:

Q2итог. = 0,33*(Q2теор + Q2лаб + Q2дом.задан)

Page 13: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

13

Оценка рассчитывается с точностью до двух значащих цифр

Итоговый контроль в 1 и 2 модулях.

Результат вносится в ведомость и объявляется студентам.

Оценка итогового контроля в 1 и 2 модулях рассчитывается по формуле:

Q1итог – оценка промежуточного контроля в 1 модуле

Q2итог – оценка промежуточного контроля во 2 модуле

Qвопр1, Qвопр2 – оценки за ответы на вопросы на устном экзамене. Каждый ответ оценивается

по десятибалльной шкале.

Qитог. = 0,6*[0,5*( Q1итог + Q2итог)] + 0,4*[0,5*(Qвопр1 + Qвопр2)]

Способ округления оценки: арифметический.

11 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

11.1 Базовый учебник

1. Титтце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том I : Пер. с нем. - М.:

ДМК Пресс, 2008. - 832 с.: илл.

2. Титтце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том II: Пер. с нем. - М.:

ДМК Пресс, 2008. - 942 с.: илл.

11.2 Основная литература

1. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов. – 2-е изд., испр. –

М.: Горячая линия – Телеком, 2003.

2. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001.

3. Бабич Н.П. Компьютерная схемотехника. Методы построения и проектирования: Учебное

пособие / Н.П.Бабич, И.А.Жуков. – Киев: МК-Пресс, 2004. – 576 с.

11.3 Дополнительная литература

1. Новожилов О.П. Основы цифровой техники/ Учебное пособие. – М.: ИП Радио Софт,

2004. – 2004. – 528 с.

2. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых устройств./ Г.И.Волович. –

Беларусь, Минск: Издат. дом Додэка-XXI, 2005. – 528 с.

3. Основы микроэлектроники. Учебное пособие для вузов./ И.П.Степаненко. – 2-е изд., пере-

раб. и доп. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2003. – 488 с.

11.4 Программные средства

Для успешного освоения дисциплины, студент использует следующие программные

средства:

Специальное программное обеспечение: Система автоматизированного проектирования

MicroCAP функциональных узлов электронной аппаратуры. Допускается использова-

ние программ моделирования QUCS и LT-Spice.

Page 14: 09.03.01 «Информатика и вычислительная те …...2016/07/06  · 11 Автоматизация схемотехниче-ского проектирования

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Программа дисциплины "Схемотехника" для направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра

14

11.5 Дистанционная поддержка дисциплины

Дистанционная поддержка дисциплины осуществляется в системе LMS.

12 Материально-техническое обеспечение дисциплины

Компьютеры для выполнения практических занятий с установленной программой схе-

мотехнического моделирования, проектор для демонстрации презентаций, демонстрационные

образцы изделий электронной техники.

Лабораторные стенды УМ-11 для исследования цифровых схем, лабораторные стенды

для исследования аналоговых электронных схем.

Измерительные комплексы Velleman.

Электронные осциллографы.

Генераторы импульсов.

Лабораторные блоки питания.