Контрольная работа №2

 

1-й блок контрольных вопросов

 

0. Определение и классификация систем логических элементов.

1. Характеристика потенциальных элементов резисторно -транзисторной логики.

2. Характеристика потенциальных элементов резисторно - конденсаторной транзисторной логики.

3. Характеристика потенциальных элементов диодно - транзисторной логики.

4. Характеристики потенциальных элементов транзисторно- транзисторной логики.

5. Характеристика потенциальных элементов транзисторной логики с эмитерными связями.

6. Определение и классификация триггеров.

7. Характеристика и классификация RS-триггеров.

8. Характеристика и классификация D-, Т-, DF-триггеров.

9. Характеристика и классификация Ж-триггеров.

 

2-й блок контрольных вопросов

0. Определение, функции и классификация регистров.

1. Передача информации из регистра прямым или обратным кодом, прямым парафазным или обратным парафазным кодом.

2. Прием информации на регистр с предварительной установкой в нуль, без предварительного гашения

3. Принципы построения регистров при реализации операций: переписи кода из регистра в регистр, логического сложения двух слов, логического умножения двух слов, поразрядного сложения двух слов.

4.       Характеристики регистров с запоминанием сдвигаемого слова в цепях сдвига и с промежуточным гашением; с парафазной передачей информации; с передачей сигналов о несоответствии цифр в соседних разрядах.

5. Характеристика регистров наимпулъсно-потенциальных элементах, реверсивных сдвигающих регистрах с запоминанием слова в цепях сдвига и с промежуточным гашением.

6. Характеристика регистров на потенциальных элементах.

7.       Характеристика регистров на интегральных логических элементах, на RS-триггерах.

8.       Характеристика регистров             на интегральных логических элементах, на DF-триггерах.

9.       Характеристика регистров на интегральных логических элементах, на JK-триггерах.

 

3-й блок контрольных вопросов

 

0. Определение, функции и классификация счетчиков, дешифраторов, мильтиплексоров.

1. Характеристика счетчика с последовательным переносом.

2. Характеристика счетчика со сквозным переносом.

3. Характеристика счетчика с групповым переносом.

4. Характеристика счетчика на импульсно-потенциальных элементах, полусумматоров и сумматоров.

5. Характеристика счетчика на потенциальных элементах.

6. Характеристика счетчика с последовательным переносом на потенциальных логических элементах с однопроводными связями.

7. Характеристика счетчика с последовательным  переносом на потенциальных логических элементах с парафазвыми связями.

8. Характеристика счетчика со сквозным переносом на потенциальных элементах. Определений, функции и классификация ЗУ.

9. Характеристика счетчиков на интегральных JK-триггерах.

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ КОНТРОЛЛЕР. РАДИОЛОКАТОРА

 

Расчет технических характеристик блока программируемого контроллера радиолокатора

 

В курсовой работе необходимо дать описание, определение типов структур цифровых вычислительных систем, применяемых в авиационных радиолокационных системах, перечислить их достоинства и недостатки.

Необходимо также дать определения и описания топологий локальных вычислительных сетей ("шины" "кольцевые" "звездообразные"), применяемые в авиационных системах локации и навигации, указать область применения этих типов топологии, перечислить их достоинства и недостатки.

В курсовой работе следует описать современный тип программируемого контроллера или микропроцессора согласно заданию, приведенному на с. 24-25. При описании программируемого контроллера или микропроцессора необходимо:

- дать общие сведения;

- перечислить отличительные особенности,

- описать архитектуру;

- привести основные технические параметры.

При выполнении курсовой работы рассчитываются коэффициент использования оборудования, среднее время пребывания сообщения в системе, среднее время обслуживания для всех сообщений, вероятность того, что в системе находятся N сообщений, вероятность того, что время ц пребывания в очереди больше данного времени Т, частота поступления сообщений в часы пик, необходимая емкость ОЗУ.

Исходные данные для выполнения работы выбираются в соответствии с шифром (по последней цифре номера зачетной книжки) (табл. 1). Расчеты представляются в виде таблицы.

В таблицах и в тексте приняты следующие обозначения:

Е (t_q) - среднее время пребывания сообщения (команды) в системе;

Е (t_w) – среднее время ожидания сообщения (команды) обслуживания;

Е (tg) - среднее время обслуживания сообщения (команды);

Е (w) –среднее число сообщений (команд), ожидающих обслуживания в данный момент времени;

Е (n) - среднее число обслуживаемых сообщений (команд);

Е (q) - среднее число сообщений в системе, ожидающих обслуживания и обслуживаемых в данный момент времени для всех сообщений;

р - коэффициент использования оборудования;

q - число сообщенной системе, ожидающих обслуживания и обслуживаемых в данный момент времени;

n - число обслуживаемых сообщений в данный момент времени;

w - число сообщений, ожидающих обслуживания в данный момент,

t_q - время пребывания сообщений в системе;

t_w - время ожидания сообщением обслуживания для всех сообщений;

t_g - время обслуживания сообщений в системе;

N - число сообщений, находящихся в системе

Р (q = N) - вероятность того, что в системе находятся N сообщений;

Р (t_q > Т) - вероятность того, что время t_q пребывания в очереди больше данного времени Т для экспоненциального распределения времени обслуживания,

S - скорость передачи по каналу, бит/с;

I- длина сообщений;

N_I - число каналов связи;

f - частота поступления сообщений в часы пик, сооб./с;

V_озу - емкость памяти, байт.

Варианты выбора микроконтроллера или микропроцессора в соответствии с последней цифрой шифра зачетной книжки;

0 - микроконтроллер PIC16F8x;

1 - микроконтроллер PIC16R8x;

2 - однокристальные микроЭВМ серии КР1816;

3 - микроконтроллер семейства SX фирмы SCENIX модели SX48BD;

4 - микроконтроллер AVR семейства Classic фирмы ATMEL модели AT90S1200;

5 - микроконтроллер Р1С16С5х;

6 - микроконтроллер семейства SX фирмы SCENIX модели SX18AC;

7 - микроконтроллер AVR семейства Classic фирмы ATMEL модели AT90S8535;

8 - микроконтроллер PIC16C84;

9 - однокристальные микроЭВМ серии КР1816.

 

 

Таблица 1

Исходные данные по расчету технических параметров контроллера

 

Параметр	Цифры к выберу варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
E(q)	5	12	3	6	10	6	3	8	5	4
E(w)	4	9	2	5	8	5	2	6	4	3
E(n)	1	3	1	1	2	1	1	2	1	1
N	5	12	3	6	10	6	3	8	5	4
S, блг/с	9,6 х 1000	19,2х 1000	4,8х 1000	2,4х 1000	19,2х 1000	9,6х 1000	2,4х 1000	19,2х 1000	4,8х 1000	9,6х 1000
1, байт	22	32	16	1	34	18	1	42	2	22
N1	5	6	4	3	5	4	2	б	4	3

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

 

Содержание работы

1. Цель работы.

2. Назначение работы.

3. Актуальность темы.

4. Основные типы цифровых вычислительных систем, применяемых для сбора и переработки радиолокационной информации.

5. Основные типы локальных                              вычислительных                сетей, применяемых при построении радиолокационных систем.

6. Современные типы программируемых контроллеров, применяемые в системах сбора и переработки радиолокационной информации.

7. Расчеты технических характеристик                                     программируемых контроллеров.

8. Выводы.

9. Литература.

 

При проектировании систем управления радиолокационными системами для оценки их параметров и схем функционирования используются теории графов и массового обслуживания. При анализе и синтезе системы управления радиолокационными системами представляются в виде графа с соответствующей дисциплиной обслуживания.

Анализ структуры контроллера показывает, что его можно рассматривать как систему типа «n - 1 -1». ЗУ является n- канальной системой массового обслуживании с ожиданием. Система "n -1 - 1" является трехразовой системой массового обслуживания с отказами на входе.

Расчеты технических характеристик программируемого контроллера на слове теории массового обслуживания ведутся при следующих допущениях:

1. Времена поступления следуют распределению Пуассона

2. Сообщения обслуживаются на основе принципа "первым приходишь - первым обслуживаешься".

3. Времена обслуживания следуют экспоненциальному

распределению.

4. Все приборы имеют одинаковое распределение значений времени обслуживания.

1. Расчеты параметров функционирования контроллера

1.1. Рассчитать коэффициент использования оборудования

E(q)

р=---------,

1+E(q)

где Е (q) - среднее число сообщений в системе, ожидающих обслуживания и обслуживаемых в данный момент времени для всех сообщений;

q - число сообщений в системе, ожидающих обслуживания и обслуживаемых в данный момент времени.

1.2. Определить среднее время пребывания сообщения в системе, то есть среднее время, затрачиваемое сообщением на ожидание и на обслуживание

E(q)

E(t_q)=-------,

E(n)

где Е (n) - среднее число сообщений, обслуживаемых в данный момент времени, для всех сообщений;

п — число обслуживаемых сообщений в данный момент времени;

t _q - время пребывания сообщений в системе.

1.3. Определить среднее время обслуживания для всех сообщений

Р

E(t_s)=-----,

Е(п)

где t_s -время обслуживания для всех сообщений.

1.4. Определить среднее время ожидания сообщением обслуживания для всех сообщений

E(t_w) = E(t_q) - E(t_s),

где t _w - время ожидания сообщением обслуживания для всех сообщений;

w - число сообщений, ожидающих обслуживания в данный момент времени.

1.5. Определить вероятность того, что в системе находятся N сообщений

P(q = N) = (l-p)p^N.

1.6. Определить вероятность того, что время t_q пребывания в очереди больше данного времени Т для экспоненциального распределения времени обслуживания

           -(l~q)^T

Р(t_q > Т) = ехр(-----------).

                    E(t_s)

2.Расчет необходимой емкости ОЗУ контроллера

2.1. Определить частоту поступления сообщений в часы пик

                    р 3600N_I s

f =-------------------.

                  I

где р - коэффициент использования оборудования;

N_I -число каналов связи,

s- скорость передачи данных по каналу связи,

1 —длина сообщений.

 

2.2. Определить необходимую емкость памяти

           fI²

V_озу = ---------------  .

                 3600s

Контрольные вопросы к заданию по курсовой работе

1. Какую роль играют вычислительные устройства в фазированных антенных решетках?

2. Какие программные вычислительные устройства могут использоваться в системах автоматизированного управления РЛС?

3.  Какие параметры фазированной антенной решетки рассчитывает цифровой процессор обработки?

4.  Какую роль играет цифровой процессор обработки в процессе фильтрации сигнала?

5.  Из каких блоков состоит устройство программного наведения?

6.  Какие основные типы  вычислительных систем применяются для сбора и обработки радиолокационной информации?

7. Что представляет собой одномашинная вычислительная система; какие задачи она решает и какими достоинствами я недостатками       обладает?

8. Что представляет собой многомашинная вычислительная система; какие способы организации многомашинной вычислительной системы существуют, какими достоинствами и недостатками они обладают?

9. Что представляет собой способ организации обмена между ОЗУ и ЦВМ через общее поле оперативной памяти; какими достоинствами и недостатками он обладает?

10. Что представляет собой способ организации обмена между ОЗУ и ЦВМ через стандартные каналы обмена информацией с помощью          адаптера канал-канал; какими достоинствами и недостатками он обладает?

11. Что представляет собой способ организации обмена между внешними накопителями через стандартные каналы обмена информацией с помощью общего объединенного устройства управления внешними накопителями; какими достоинствами и недостатками     он обладает?

12. Что представляет собой кольцевая однородная многомашинная вычислительная система; какими достоинствами            и недостатками она обладает?

13. Что представляют собой многопроцессорные вычислительные системы для обработки информации; какие типы многопроцессорных вычислительных систем существуют; какими достоинств ами и недостатками они обладают?

14. Что представляют собой матричные многопроцессорные вычислительные системы; какими достоинствами и недостатками они обладают?

15. Что представляют собой магистральные многопроцессорные вычислительные системы; какими достоинствами и недостатками они обладают?

16. Дать определение локальной вычислительной сети. Какими достоинствами и недостатками обладают ЛВС?

17. Какие основные типы ЛВС существуют?

18. Какие основные организации по стандартизации ЛВСсуществуют?

19. Какая международная организация разработала эталонную модель и стандарты для ЛВС?

20. Что представляет собой шинная топология ЛВС; какими достоинствами и недостатками она обладает?

21. Что представляет собой кольцевая топология; какими достоинствами и недостатками она обладает?

22. Что представляет собой звездообразная топология ЛВС; какими достоинствами и недостатками она обладает?

23. Какие типы шинной топологии существуют?

24. Что представляет собой петлевая топология ЛВС; какими достоинствами и недостатками она обладает?

25. Что представляет собой древовидная топология ЛВС; какими достоинствами и недостатками она обладает?

26. Какие методы доступа используются в ЛВС?

27. Что представляет собой стандарт "равноранговый без приоритетов с контролем несущей"?

28. Что представляет собой стандарт "маркерная шина"?

29. Что представляет собой стандарт "маркерное кольцо"?

30. Что представляет собой микроконтроллер и какие типы микроконтроллеров существуют?

31. Из каких функциональных блоков состоит базовый блок микроконтроллера?

32. Что представляет собой запоминающее                                                              устройство

микроконтроллера?

33. Дайте классификацию и характеристику постоянного запоминающего устройства микроконтроллера

34. Какими основными характерными особенностями обладает описанный в курсовой работе микропроцессор?

35. Какие функции выполняет таймер в микроконтроллере л какова его структура?

36. Что представляет собой система управления микроконтроллера?

37. Что представляет собой флеш – память микроконтроллера?

38. Как организована система ввода/вывода контроллера?

39. Что представляет собой структура модуля таймера контроллера?

40. Как организована система прерываний в контроллере?

41. Какой математический аппарат может быть использован при анализе и синтезе программируемых контроллеров?

42. Что представляет собой система типа "n - 1 - 1''?

43.  При каких допущениях производят расчеты технических характеристик контроллеров на основе теории массового обслуживания и для чего?

44. По какой формуле рассчитывается коэффициент использования оборудования?

45. От каких параметров зависит время пребывания сообщений в системе?

46. По       какой  формуле рассчитывается среднее время ожидания сообщением обслуживания для всех сообщений?

47. От       каких  параметров зависит среднее время обслуживания для всех сообщений?

48. От каких параметров зависит частота поступления сообщений в часы гож?

49. От       каких  параметров зависит         необходимая  емкость           памяти

контроллера?

 

 

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Александров Е.К. и др. Микропроцессорные системы: Учеб, пособие для вузов. - СПб.: Политехника,2002.

2. Ашихлин А.С. Цифровая схемотехника. Современный подход. -М.; ТехБук, 2007.

3. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. - М.; НОЛИДЖ, 1998.

4. Кузьмин Б.Й. Сети и системы авиационной цифровой электросвязи: Учеблособ. Ч.1. Концепция ИКАО CNS/ATM / Под ред. проф. В.А Сарычева. М.;С.-Петербург, ОАО "НЙЙЭИР", 1999.

5. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. - 5-е изд.- СПб.: КОГОНАпринт; М.: Бином-Пресс, 2006.

6. Солонина А.Н., Яковлев Л.А. Основы построения микропроцессорных систем. - Учебн. пособие /ЛЭЙС-Л. 1991.

7. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб, пособие для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

 

Дополнительная

1. Андре Ф. Микроконтроллеры семейства SX фирмы “Scenix”. - М.: Додэка-XXI, 2002.

2. Блэк Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы. - М.; Мир, 1990.

3. Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.Й. Микросхемы и их применение: Справ, пособие. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1989.

4. Евстифеев А.В, Микрококгроллеры AVR семейства Classic фирм» "ATMEL". -М.: Додам-XXI, 2002,

5. Яценков В,С, Микроконтроллеры Microchip: Практическое руководство,-М.; Горячая линия-Телеком, 2002,

6. Хвощ С.Т. и щ>. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления, - Л.: Машиностроение, 1987.

7. Мартин Дж. Системный анализ передачи данных. Проектирование систем передачи данных. Т. 2. - М.: Мир, 1975.

8. Куньянь Л., Франц Дж. А., Саймар Р. Цифровые процессоры обработки сигналов серии TMS 320// ТЙИЗР, М.: 1987. Т. 75. №9

9. Применение цифровой обработки сигналов/Под ред. Э. Оппегейма/ Пер. с англ.; Под ред. А.М. Рязанцева. М.: Мир, 1980.

 

 

Справочная

1. В.Б. Абрайтс и др. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекта интегральных микросхем: Справочник. В 2 т. -М.; Радио и связь, 1988.-Т. 2.

2. Гришин Г.Г. и др. Микропроцессоры: Справочное пособие для разработчиков судовой РЭА.~ Л.: Судостроение, 1988.

3. Левенталь Л. Введение в микропроцессоры: Программное обеспечение, аппаратные средства, программирование/ Пер. англ.; Под ред. В.В. Сталина -М.: Энергоатомиздаг, 1983.

4. В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы: М.: Радио и связь, 1987.

5. Справочник разработчика и конструктора РЭА. Элементная база (кн. 1, 2): М.: ИТАР-ТАСС, 1993.

6. Цифровая и аналоговая интегральные микросхемы Слравочвочник/ CJ5. Якубовский, ЛИ. Ниссельсон и др.М.:РадХо я' связь, 1990.

7. Щербо В.К. и др. Стандарта по яокжшОШ вычислительным сетям: Справочник. -М.: Радио и связь, 1990.