REA713 Iegulto sistēmu arhitektūra un perifērijas iekārtas

Kods REA713
Nosaukums Iegulto sistēmu arhitektūra un perifērijas iekārtas
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles; Brīvās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Profesionālais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Dmitrijs Pikuļins, Andris Igaunis
Kredītpunkti 3.0 (4.5 ECTS)
Daļas 1
Anotācija Studenti apgūst mikroprocesoru un mikrokontrolleru uzbūvi un darbības mehānismus no lauktranzistoriem līdz instrukciju izpildei. Studenti izpēta mikrokontrollera tipiskās perifērijas, apgūst to vadību un liek tām izpildīt konkrētas darbības. Studiju gaitā tiek apskatītas perifēriju iespējas, kā arī izanalizēti ierobežojumi..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads. Mikrokontrolleru attīstības tendences un pielietojumi. MOSFET uzbūve. NOT, NAND un NOR slēgums. Signāla izplatīšanās ātrums un aizture. 1 1 0 0
Binārie skaitļi un darbības ar tiem. 1 1 0 0
Negatīvie binārie skaitļi. Skaitļa papildkods. Aritmētiskās darbības ar skaitļiem papildkodā. Pārpildes karodziņš. 1 1 0 0
Bināro skaitļu reizināšanas algoritmi. Rezultāta garums. Negatīvu un pozitīvu bināro skaitļu reizināšana, zīmes noteikšana. 1 1 0 0
Citas binārās darbības. Multipleksors. Procesora kodols – aritmētiskais/loģiskais bloks. Darbību karodziņi. 1 2 0 0
CPU reģistri un to pieslēgšana aritmētiskā/loģiskā bloka ieejām un izejai. Instrukciju dešifrators. Instrukciju kopa. 1 2 0 0
Datoru un mikrokontrolleru atmiņas veidi. FLASH, SRAM, EEPROM, u.c. Atmiņas adresācija, vārda platums. Fon Neimana un Harvardas arhitektūra. 1 1 0 0
Procesora taktēšana. Programmas instrukciju secīga izpilde. Programmas skaitītāja vērtības maiņa atkarībā no karodziņiem. 1 1 0 0
Asamblers un tā tiešā saistība ar mašīnkodu. Translators. Asamblera koda pieraksts. Operandi un operatori. 1 2 0 0
Steks un tā nepieciešamība. Steka pārpilde. 1 2 0 0
Moderno arhitektūru pārskats un salīdzinājums (ARM Cortex, x86, 8051, Intel 64). 2 1 0 0
Perifērijas. Procesora piesaiste ārējiem blokiem un to vadība. GPIO. 2 1 0 0
Tipiskākie perifēriju bloki. 3 2 0 0
Pārtraukumi un to izpildes mehānisms procesorā. Izpildes ātrums. Pārtraukumu avoti. 3 2 0 0
Taktēšanas avoti – RC oscilatori un kristāli. 2 3 0 0
Taktēšanas signāla ceļš uz perifērijām. Augstfrekvences un zemfrekvences perifērijas un to enerģijas patēriņš. 2 3 0 0
Enerģijas taupības režīmi mikrokontrolleros. 2 3 0 0
Mikrokontrollera izvadi, to elektriskā shēma un darbības režīmi. 2 3 0 0
UART interfeiss. ASCII tabula. Datu tipi un reprezentācija. 6 4 0 0
Analogais-ciparu pārveidotājs. Uzbūve un darbības princips. 2 3 0 0
Ciparu-analogais pārveidotājs. Uzbūve un darbības princips. 2 3 0 0
Taimeris. Laika mērīšana un pulsa platuma modulācija. 6 4 0 0
Atmiņas uzbūve un veidi. Rakstīšana EEPROM un FLASH atmiņā. 2 3 0 0
USB interfeiss. 6 4 0 0
Spiedpogas un skārienjūtīgās pogas. 2 3 0 0
Grafiskais interfeiss: LED diodes, LCD, OLED, E-INK displeji. 6 4 0 0
Kopā: 60 60 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Kursa mērķis ir apgūt skaitļošanas ierīču uzbūvi, iegūt izpratni par skaitļošanas iekārtu darbību un to programmēšanu no elektronikas skatupunkta; apgūt mikrokontrollera perifēriju elektronisko uzbūvi, iegūt izpratni par perifēriju darbību un vadību. Sagatavot studentus darbam ar mikrokontrolleriem, sniegt dziļu izpratni par to iespējām un ierobežojumiem. Iegūtās zināšanas būs noderīgas arī, mācoties FPGA programmēšanu.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Izprot mikrokontrollera uzbūvi, signālu ceļu tajā - Mājas darbi, kontroldarbs, eksāmens
Izprot programmas saistību ar mašīnkodu un tā fizikālo izpildi procesorā - Mājas darbi, kontroldarbs, eksāmens
Izprot procesora iespējas un ierobežojumus, programmas izpildes - Mājas darbi, kontroldarbs, eksāmens
Izprot perifēriju iespējas, darbības principus - Mājas darbi, kontroldarbs, eksāmens
Spēj izvēlēties uzdevumam atbilstošu mikrokontrolleru - Mājas darbi, kontroldarbs, eksāmens
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Mājas darbi - 50%
Kontroldarbi - 25%
Eksāmens - 25%
 
Priekšzināšanas MOSFET darbības principi, Materiālzinību pamati, Līdzstrāvas ķēžu pamati, Ciparu elektronika un datoru arhitektūra,
Studiju kursa plānojums
Daļa KP EKPS Stundas nedēļā Pārbaudījumi Pārbaudījumi (brīvai izvēlei)
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs Ieskaite Eksāmens Darbs
1 3.0 4.5 2.0 1.0 0.0 * *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]