Dr. Arató Péter egyetemi tanár – BME Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Digitális technika I. (VIIIA043)

 (Digitális technika I-II.) A tárgy rendeltetése, hogy megadja mindazokat a hardware rendszertechnikai alapismereteket, amelyek a digitális berendezések felépítésének szakoktatásához szükségesek.

• megismerik a digitális integrált áramköri építőelemek főbb típusait felhasználói szinten,
• módszereket ismernek meg és gyakorlatot szereznek a mikroprocesszoros rendszerek analízisében és szintézisében,
• egy mikroprocesszoros eszközbázis és egy assembly nyelv alapszintű megismerése révén olyan alapokat kapnak, amelyek birtokában további mikroprocesszor rendszerek megismerése és alkalmazása könnyen elsajátítható.

A megszerzett ismeretekkel és készségekkel a hallgatóknak képesek lesznek a tématerületi szakoktatásra.

A digitális rendszerek tervezése, adatstruktúra vezérlés. Sínrendszerek definíciója, kialakulása, osztályozása. Szinkron és aszinkron működésű sínrendszerek. Vezetékek csoportosítása, az egyes vezetékcsoportok feladata. MSI áramkörök alkalmazása: soros/párhuzamos, párhuzamos/soros átalakítás.
A digitális számítógép felépítése, működése. Az utasítás-szervezés fejlődése. Mikroprocesszoros rendszerek kialakulása, fejlődése. Hétszegmenses kijelző vezérlőrendszerének tervezése.
A mikroszámítógépek általános felépítése, blokkvázlata, a funkcionális egységek jellemzői, a működés modellje. Egy egyszerű mikroprocesszor sínrendszerének felépítése. Alaphelyzetbe állítás, órajel generálás, READY kezelés. Memóriák illesztése sínrendszerekhez. ROM, RAM memória elemek. Időzítési viszonyok a memóriák szempontjából. Az adatszélesség növelése.
Az Assembly programozás alapfogalmai. Egyszerű mikroprocesszor utasításkészlete. Adatmozgató utasítások, ugró utasítások, aritmetikai és logikai utasítások. Címzési módok, makrók és direktívák. Egyszerű assembly programozási feladatok.
Mikroprocesszor utasításkészlete. FIFO, FILO memória szervezés. Stack memória, hardver szoftver megvalósítás. Szubrutin fogalma, feltétel nélküli és feltételes szubrutinhívó és RET utasítások.
A mikroszámítógépek megszakítási rendszerének általános ismertetése  A megszakítás fogalma (egyszintű, többszintű, programvezérelt megszakítások). A megszakítási szubrutin felépítése, automatikus és programozható mentések, prioritási megoldások.
Egyszerű mikroprocesszorokban lévő speciális egységek. Feles megszakítások, nem tiltható megszakítások alkalmazása, teszt bemenetek és közvetlen kimenetek mikroprocesszorokban. Speciális utasítások. Teszt bemenetek és közvetlen kimenetek alkalmazása.
Sínrendszerre csatlakoztatható, programozható megszakítás-kezelő egységek felépítése, működése, alkalmazása, programozása.
Programozható I/O egységek.
A soros adatátvitel szervezése, megoldási változatok. Aszinkron és szinkron adatátvitel. Soros adatátviteli egység felépítése, működése, programozása.
A párhuzamos adatátvitel szervezése. Programozható párhuzamos adatátviteli egység felépítése, működése, programozása.
A DMA működés fogalma, megvalósítása. Egy és kétciklusú DMA átvitel. A processzor sínjére csatlakoztatható DMA vezérlő működése, illesztése, programozása.
Mikrokontrollerek: generációk, családok, irányzatok., alkalmazási lehetőségek. Mikrokontrollerek felépítése: egy elterjedt architektúra bemutatása. Mikrokontrollerek programozása.
DSP rendszerek felépítése, fejlődése, alkalmazástechnikájuk főbb elvei.
FPGA fejlesztő rendszerek főbb típusai és szolgáltatásaik.

előadás, gyakorlat (példák)

Egy darab otthoni feladat megoldása.

Az aláírás megszerzésének feltétele:
        az otthoni feladat megoldásának elfogadása

Dr. Arató Péter: Logikai rendszerek tervezése - Egyetemi tankönyv.