Цифрова схемотехніка
Спеціальність: Електроніка
Код дисципліни: 6.171.00.O.025
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Електронна інженерія
Лектор: Д.т.н., проф. Барило Григорій Іванович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Інтегральна компетентність: здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов, під час професійної діяльності у галузі електроніки, або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів електроніки.
Загальні компетентності:
ЗК2. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.
ЗК7. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
Спеціальні (фахові, предметні) компетентності:
СК6. Здатність ідентифікувати, класифікувати, оцінювати і описувати процеси у приладах, пристроях та системах електроніки за допомогою аналітичних методів, засобів моделювання, дослідних зразків та результатів експериментальних досліджень.
СК8. Здатність вирішувати інженерні задачі в галузі електроніки з урахуванням всіх аспектів розробки, проектування, виробництва, експлуатації та модернізації електронних приладів, пристроїв та систем. СК9. Здатність визначати та оцінювати характеристики та параметри матеріалів електронної техніки, аналогових та цифрових електронних пристроїв для проектування мікропроцесорних та електронних систем, пристроїв функціональної, квантової та лазерної електроніки.
СК11. Здатність контролювати і діагностувати стан обладнання, застосовувати сучасні електронні компоненти та технічні засоби, виконувати профілактику, ремонт та технічне обслуговування електронних пристроїв та систем, монтувати, налагоджувати та ремонтувати аналогові, цифрові та оптичні модулі, розробляти та виготовляти друковані плати, розробляти програмне забезпечення для мікроконтролерів.
Результати навчання: Програмні результати навчання:
Р 4. Оцінювати характеристики та параметри матеріалів електронної техніки, розуміти основи твердотільної електроніки, електротехніки, аналогової та цифрової схемотехніки, перетворювальної та мікропроцесорної техніки.
Р 6. Застосовувати експериментальні навички (знання експериментальних методів та порядку проведення експериментів) для перевірки гіпотез та дослідження явищ електроніки, вміти використовувати стандартне обладнання, планувати, складати схеми; аналізувати, моделювати та критично оцінювати отримані результати.
Р 9. Проектувати складні системи реального часу та засоби збору і обробки інформації, узгоджені з заданими інформаційними та програмними засобами шляхом застосування програмного забезпечення для вбудованих систем на основі мікроконтролерів.
Р 13. Вміти засвоювати нові знання, прогресивні технології та інновації, знаходити нові нешаблонні рішення і засоби їх здійснення; відповідати вимогам гнучкості в подоланні перешкод та досягненні мети, раціонального використання та нормування часу, дисциплінованості, відповідальності за свої рішення та діяльність.
К2. Використання комунікативної компетентності для ефективної взаємодії в різних сферах спілкування; відбір і систематизація інформаційних матеріалів з метою спілкування у професійній сфері.
АВ5. Здатність самостійно здійснювати підготовку завдань, організовувати командну професійну взаємодію, розробляти проектні рішення з урахуванням невизначеності, розробляти відповідні методичні та нормативні документи, а також пропозиції та заходи щодо реалізації розроблених проектів і програм.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
Елементна база твердотільної електроніки
Кореквізити:
Інформатика інфокомунікаційних систем.
Фізичні основи електронноїтехніки.
Матеріали та структури наноелектроніки.
Короткий зміст навчальної програми: Програма навчальної дисципліни “Цифрова схемотехніка” укладена для студентів інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки, які навчаються за спеціальністю Електроніка.
Навчальна дисципліна присвячена вивченню основних груп матеріалів, що використовуються в електронній техніці: діелектрики, напівпровідники, провідники та магнітні матеріали. Викладаються основні електрофізичні параметри та характеристики матеріалів, структура, використання для електронних приладів, напівпровідникових та гібридних мікросхем. Розглядаються напрями розвитку, нові перспективні типи матеріалів: наноструктурні, квантововимірні, композитні та матеріали.
Опис: • Основні поняття та математичні основи цифрової.
• Основи схемного аналізу.
• Базові елементи та схеми цифрової техніки.
• Комбінаційні пристрої цифрової техніки.
• Послідовні пристрої цифрової техніки.
• Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі.
• Генератори імпульсів та інтерфейси.
• Пристрої пам'яті та програмовані логічні елементи.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль: виконані та захищені лабораторні та практичні роботи. Підсумковий контроль: екзамен.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування, контрольні роботи – 30 балів (30%).
Підсумковий контроль: контрольний захід екзамен, письмово-усна форма – 70 балів (70%).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Мікросхемотехніка. Підручник за редакцією З.Ю.Готри / Гельжинський І.І, Голяка Р.Л., Готра З.Ю, Марусенкова Т.А. – Львів: Ліга-Прес. 2015. – 492с.
2. Схемотехніка електронних систем: підруч. для студ. техн. спец. вищ. навч. загл. : [ у 3 кн.]. Кн. 2:Цифрова схемотехніка/ Бойко В. І., Гуржій А. М., Жуйков В. Я..– 2-ге вид., допов. і переробл.– К.: Вища шк., 2004.– 423с.
3. Бабич М. П. Комп'ютерна схемотехніка: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. / Бабич М. П., Жуков І. А.– К.: МК-Прес, 2004.– 412с.
4. Капустій Б. О. Схемотехніка аналогових та цифрових мікросхем: навч. посіб. для студ. радіоелектрон. спец. вищ. закл. освіти України / Капустій Б. О., Кіселичник Д. М., Віхоть В. І.; Нац. ун-т "Львів. політехніка".– Л.:Вид-во Нац. ун-ту "Львів. політехніка", 2001.– 93с.
5. Лукащук Л. О. Схемотехніка логічних та послідовнісних схем: навч. посіб.– Л.:Вид-во Нац. ун-ту "Львів. політехніка", 2004.– 116 с.
6. Richard C. Jaeger. Microelectronic circuit design. - University of Virginia. Fifth edition. – 2015. ISBN 978-0-07-352960-8.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Цифрова схемотехніка (курсовий проєкт)
Спеціальність: Електроніка
Код дисципліни: 6.171.00.O.027
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Електронна інженерія
Лектор: Д.т.н., проф. Барило Григорій Іванович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Інтегральна компетентність: здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов, під час професійної діяльності у галузі електроніки, або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів електроніки.
Загальні компетентності:
ЗК2. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.
ЗК7. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
Спеціальні (фахові, предметні) компетентності:
СК6. Здатність ідентифікувати, класифікувати, оцінювати і описувати процеси у приладах, пристроях та системах електроніки за допомогою аналітичних методів, засобів моделювання, дослідних зразків та результатів експериментальних досліджень.
СК8. Здатність вирішувати інженерні задачі в галузі електроніки з урахуванням всіх аспектів розробки, проектування, виробництва, експлуатації та модернізації електронних приладів, пристроїв та систем. СК9. Здатність визначати та оцінювати характеристики та параметри матеріалів електронної техніки, аналогових та цифрових електронних пристроїв для проектування мікропроцесорних та електронних систем, пристроїв функціональної, квантової та лазерної електроніки.
СК11. Здатність контролювати і діагностувати стан обладнання, застосовувати сучасні електронні компоненти та технічні засоби, виконувати профілактику, ремонт та технічне обслуговування електронних пристроїв та систем, монтувати, налагоджувати та ремонтувати аналогові, цифрові та оптичні модулі, розробляти та виготовляти друковані плати, розробляти програмне забезпечення для мікроконтролерів.
Результати навчання: Програмні результати навчання:
Р 4. Оцінювати характеристики та параметри матеріалів електронної техніки, розуміти основи твердотільної електроніки, електротехніки, аналогової та цифрової схемотехніки, перетворювальної та мікропроцесорної техніки.
Р 6. Застосовувати експериментальні навички (знання експериментальних методів та порядку проведення експериментів) для перевірки гіпотез та дослідження явищ електроніки, вміти використовувати стандартне обладнання, планувати, складати схеми; аналізувати, моделювати та критично оцінювати отримані результати.
Р 9. Проектувати складні системи реального часу та засоби збору і обробки інформації, узгоджені з заданими інформаційними та програмними засобами шляхом застосування програмного забезпечення для вбудованих систем на основі мікроконтролерів.
Р 13. Вміти засвоювати нові знання, прогресивні технології та інновації, знаходити нові нешаблонні рішення і засоби їх здійснення; відповідати вимогам гнучкості в подоланні перешкод та досягненні мети, раціонального використання та нормування часу, дисциплінованості, відповідальності за свої рішення та діяльність.
К2. Використання комунікативної компетентності для ефективної взаємодії в різних сферах спілкування; відбір і систематизація інформаційних матеріалів з метою спілкування у професійній сфері.
АВ5. Здатність самостійно здійснювати підготовку завдань, організовувати командну професійну взаємодію, розробляти проектні рішення з урахуванням невизначеності, розробляти відповідні методичні та нормативні документи, а також пропозиції та заходи щодо реалізації розроблених проектів і програм.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити: Інформатика інфокомунікаційних систем.
Кореквізити:
Інформатика інфокомунікаційних систем.
Фізичні основи електронноїтехніки.
Матеріали та структури наноелектроніки.
Короткий зміст навчальної програми: Курсовий проект присвячений вивченню основних груп матеріалів, що використовуються в електронній техніці: діелектрики, напівпровідники, провідники та магнітні матеріали. Викладаються основні електрофізичні параметри та характеристики матеріалів, структура, використання для електронних приладів, напівпровідникових та гібридних мікросхем. Розглядаються напрями розвитку, нові перспективні типи матеріалів: наноструктурні, квантововимірні, композитні та матеріали.
Опис: Етапи виконання курсового проекту:
1. Ознайомлення з завданням, методологією виконання курсового проекту (курсової роботи) та уточнення варіанту завдання.
2. Розробка та модельні дослідження цифрового пристрою на основі логічних елементів 2I-НЕ, що формує послідовність 16-ти імпульсів.
3. Розробка та модельні дослідження генератора імпульсів.
4. Розробка та модельні дослідження цифрового пристрою на основі матриці МДН.
5. Перевірка працездатності вузлів з допомогою програмного симулятора.
6. Дослідження принципу функціонування Flash пам’яті та параметрів (Datasheet) однієї з цифрових мікросхем.
7. Модельні дослідження Flash пам’яті.
8. Захист курсової роботи.
Методи та критерії оцінювання: 1. Поточний контроль у формі перевірки викладачем частин курсового проекту згідно з описом етапів виконання курсового проекту.
2. Підсумковий контроль у формі захисту курсового проекту.
Критерії оцінювання результатів навчання: 1. Поточний контроль у формі перевірки викладачем частин курсового проекту згідно з описом етапів виконання курсового проекту.
2. Підсумковий контроль у формі захисту курсового проекту.
• Поточний контроль - 40%.
• Перевірка тексту і графічної частини курсового проекту – 20%.
• Захист курсового проекту – 40%.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Мікросхемотехніка. Підручник за редакцією З.Ю.Готри / Гельжинський І.І, Голяка Р.Л., Готра З.Ю, Марусенкова Т.А. – Львів: Ліга-Прес. 2015.
2. Схемотехніка електронних систем: підруч. для студ. техн. спец. вищ. навч. загл. / Бойко В. І., Гуржій А. М., Жуйков В. Я..– 2-ге вид., допов. і переробл.– К.: Вища шк., 2004.
3. Бабич М. П. Комп'ютерна схемотехніка: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. / Бабич М. П., Жуков І. А.– К.: МК-Прес, 2004.
4. Капустій Б. О. Схемотехніка аналогових та цифрових мікросхем: навч. посіб. для студ. радіоелектрон. спец. вищ. закл. освіти України / Капустій Б. О., Кіселичник Д. М., Віхоть В. І.; Нац. ун-т "Львів. політехніка".– Л.:Вид-во Нац. ун-ту "Львів. політехніка", 2001.
5. Richard C. Jaeger. Microelectronic circuit design. - University of Virginia. Fifth edition. – 2015. ISBN 978-0-07-352960-8.
6. Методичні вказівки до курсової роботи з предмету „Цифрова схемотехніка” для студентів спеціальності 6.050802 „Електронні пристрої та системи”. Укл. Готра З.Ю., Голяка Р.Л. – Львів: НУ „Львівська політехніка”, №3835 від 24.11.2018. – 38 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).