Микропроцессоры

В учебном пособии рассматриваются основные понятия низкоуровневого языка программирования Ассемблер. По каждой теме разбираются примеры решения задач. Для закрепления полученных навыков в пособии приведены контрольные задания. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 09.03.03. «Прикладная информатика» всех форм обучения и изучающих дисциплины «Низкоуровневое программирование» и «Микропроцессорные технологии».

В пособии рассматриваются основные принципы построения элементов цифровых устройств информационной электроники. Предназначено для студентов направлений 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения, а также может быть рекомендовано для студентов других направлений подготовки.

Настоящая книга представляет собой исчерпывающее руководство по новому 32-битному процессору компании ARM – Cortex-M3. В данном руководстве подробно описана архитектура процессорного ядра Cortex-M3 и его подсистемы памяти. Также подробно рассмотрены остальные узлы процессора, в том числе контроллер векторных прерываний NVIC, модуль защиты памяти MMU и разнообразные компоненты отладки. Приводится детальное описание новой системы команд Thumb-2, поддерживаемой данным процессором. Книга содержит большое число примеров программного кода как на языке Си, так и на ассемблере. Это руководство должно присутствовать на столе любого разработчика, использующего в своей работе микроконтроллеры с ядром Cortex-M3. Полнота и ясность изложения материала книги также позволяет рекомендовать её студентам соответствующих специальностей и подготовленным радиолюбителям.

Излагаются общие принципы построения микропроцессорных систем управления вентильными преобразователями (МПСУ ВП). Рассматриваются их особенности для преобразователей с естественной (на примере управляемых выпрямителей) и искусственной (на примере автономных инверторов напряжения) коммутацией, а также способы микропроцессорной реализации алгоритмов управления указанными преобразователями. Последняя глава посвящена основам микропроцессорной реализации цифровых регуляторов. Главы снабжены контрольными вопросами и упражнениями. Рассмотренные в пособии темы подкреплены технической информацией и практическими примерами, приведенными в приложении. Учебное пособие предназначено для студентов V курса факультета РЭФ, изучающих дисциплину «Микропроцессорные системы силовой электроники» и может быть полезно специалистам в области управления устройствами силовой электроники.

В пособии рассмотрены основные элементы электронных схем, а также принципы построения устройств информационной электроники. Предназначено для студентов направлений 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения. Может быть рекомендовано и студентам других технических направлений подготовки.

В учебном пособии подробно рассмотрены вопросы функционирования продольной дифференциальной защиты сосредоточенного электрооборудования электрических станций и подстанций. Изложены принцип действия и средства обеспечения селективной работы в установившихся и переходных режимах. Описаны способы и средства обеспечения устойчивого функционирования современных микропроцессорных защит.

В учебном пособии рассматриваются основные принципы организации ЭВМ, приведен ряд их наиболее популярных классификаций, выделены ключевые характеристики ЭВМ, а также дано описание важнейших этапов проектирования ЭВМ. Основное внимание уделено вопросам построения процессоров и способам организации их работы. Рассмотрены структуры арифметико-логических устройств (АЛУ), как основного ядра процессоров, а также принципы организации и архитектуры устройств управления (схемно-логических и микропрограммных).

Рассмотрены архитектуры программируемых логических интегральныхсхем, маршруты проектирования на их основе, средства разработки ПЛИС-проектов на языке описания аппаратуры Verilog. Представлены практические работы, позволяющие освоить разработку ПЛИС-проектов. Предназначено для студентов бакалавриата всех форм обучения по направлению подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» в качестве основной литературы по дисциплине «Программируемые логические интегральные схемы». Может использоваться в качестве основной и дополнительной литературы при изучении дисциплин «Программируемые логические интегральные схемы. Дополнительные главы», «Прикладная теория цифровых автоматов», «Схемотехника ЭВМ» и др.

Учебное пособие ориентировано на подготовку специалистов в области проектирования мехатронных и робототехнических систем. Книга охватывает широкий круг вопросов, связанных с деятельностью разработчика изделий мехатроники и робототехники и с организацией проектных работ, содержит краткие характеристики часто используемых комплектующих узлов и блоков, методику оптимального выбора комплектующих, методы расчета и оптимизации, модели основных элементов мехатронных машин, рекомендации по проектированию. Учебное пособие сопровождается CD-диском, на котором размещены примеры из компьютерной расчетно-обучающей системы «Мехатроника и робототехника», КРОС МиР. База расчетных примеров содержит интерактивные процедуры расчета мехатронных узлов и элементов, модели формирования процессов, методики отыскания проектных решений и другие практически полезные инструменты проектирования. Книга предназначена для подготовки бакалавров и магистров по направлению «Мехатроника и робототехника», а также может быть полезна аспирантам, инженерно-техническим и научным работникам соответствующих и близких к ним специальностей.

Рассматриваются теоретические и практические аспекты разработки, конструирования и эксплуатации систем непрерывного мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), функционирующих в настоящее время на железных дорогах Российской Федерации. Дается формальное определение предотказного состояния технического объекта, которое является фундаментальным понятием в работе систем непрерывного мониторинга. Указано место средств мониторинга ЖАТ среди средств и мероприятий по поддержанию высокого уровня надежности и безопасности работы устройств управления движением поездов. Содержатся результаты исследований в области логической обработки диагностической информации для мониторинга состояния напольного технологического оборудования ЖАТ. Отмечаются перспективы развития систем непрерывного мониторинга на железных дорогах Российской Федерации. Книга может быть полезна как разработчикам, так и пользователям систем непрерывного мониторинга устройств ЖАТ, а также инженерам, научным сотрудникам и аспирантам. Также книга может быть использована как учебное пособие для вузов, обеспечивающих подготовку инженеров путей сообщения по специальности «Системы обеспечения движения поездов».

Пособие посвящено вопросам приобретения практических навыков программирования микроконтроллеров: обучающиеся получат навыки работы с 8-битными микроконтроллерами AVR, 32-битными устройствами Espressif, системами визуализации и устройствами ввода информации, а также с виртуальными средами моделирования.

Важнейшей характеристикой микропроцессорных систем является производительность. Производительность микропроцессора линейно зависит от трех характеристик – его частоты, средней частоты на выполнение инструкций и количества инструкций в выделенной области программы. В свою очередь, эти характеристики определяются технологией изготовления, архитектурой микропроцессора, системой команд и технологией компиляции. В представленной книге рассмотрены проблемы улучшения этих характеристик, а также методы и методики проектирования высокопроизводительных вычислительных систем. Рассмотрены архитектуры микропроцессоров и коммуникационных систем, ориентированных на создание высокопроизводительных вычислительных комплексов вплоть до супер-ЭВМ. Приводится маршрут и методики проектирования микросхем. Книга предназначена для студентов старших курсов кафедр электроники и автоматики университетов, аспирантов и специалистов указанной области.

В учебном пособии представлены результаты многолетней работы специалистов компании ЗАО «МЦСТ», в последние годы тесно сотрудничающей с ОАО «ИНЭУМ им. И. С. Брука». Описаны вычислительные средства, спроектированные в составе двух архитектурных линий: SPARC и «Эльбрус». Рассмотрены практически все изделия, которые успешно прошли государственные испытания, рекомендованы к серийному производству и начали выпускаться российской промышленностью. Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Рассматриваются теоретические и практические аспекты разработки, конструирования и эксплуатации систем непрерывного мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), функционирующих в настоящее время на железных дорогах Российской Федерации. Дается формальное определение предотказного состояния технического объекта, которое является фундаментальным понятием в работе систем непрерывного мониторинга. Указано место средств мониторинга ЖАТ среди средств и мероприятий по поддержанию высокого уровня надежности и безопасности работы устройств управления движением поездов. Содержатся результаты исследований в области логической обработки диагностической информации для мониторинга состояния напольного технологического оборудования ЖАТ. Отмечаются перспективы развития систем непрерывного мониторинга на железных дорогах Российской Федерации. Книга может быть полезна как разработчикам, так и пользователям систем непрерывного мониторинга устройств ЖАТ, а также инженерам, научным сотрудникам и аспирантам. Также книга может быть использована как учебное пособие для вузов, обеспечивающих подготовку инженеров путей сообщения по специальности «Системы обеспечения движения поездов».

Изложены методические указания по выбору темы курсовой работы, ее содержанию и выполнению, а также оформлению графических и текстовых документов, представляемых на защиту, для направлений подготовки бакалавров 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» и 09.03.03 «Прикладная информатика» факультета «Информатика и системы управления». Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по программам бакалавриата.

Даны сведения о полупроводниковых элементах, на основе которых выполняются современные электронные устройства. Отдельные главы посвящены рассмотрению микроэлектронных усилителей. Описаны устройства, позволяющие генерировать электрические сигналы разной формы, а также устройства аналоговой информатики, позволяющие осуществлять математические операции без использования стеков памяти и процессоров. Для студентов электротехнических направлений. Может быть полезно специалистам в области промышленной электроники, схемотехники, приборостроения.

Рассматривается элементная база электроники, полупроводниковые приборы и материалы, р-n-переход и его свойства, диоды, биполярные и полевые транзисторы, тиристоры, интегральные схемы, логические элементы, триггеры. Представлены основы аналоговой, цифровой схемотехники и микропроцессорной техники. Для студентов электротехнических направлений. Может быть полезно специалистам в области промышленной электроники, схемотехники, приборостроения.

Учебное пособие ориентировано на подготовку специалистов в области проектирования мехатронных и робототехнических систем. Книга охватывает широкий круг вопросов, связанных с деятельностью разработчика изделий мехатроники и робототехники и с организацией проектных работ; содержит краткие характеристики часто используемых комплектующих узлов и блоков, методику оптимального выбора комплектующих, методы расчета и оптимизации, модели основных элементов мехатронных машин, рекомендации по проектированию. Учебное пособие сопровождается электронным приложением, на котором размещены примеры из компьютерной расчетно-обучающей системы «Мехатроника и робототехника», КРОС МиР. База расчетных примеров содержит интерактивные процедуры расчета мехатронных узлов и элементов, модели формирования процессов, методики отыскания проектных решений и другие практически полезные инструменты проектирования. Дополнительные материалы доступны в электронной библиотечной системе «Лань» по ссылке или QR-коду, указанным ниже. Книга предназначена для подготовки бакалавров и магистров по направлению «Мехатроника и робототехника», а также может быть полезна аспирантам, инженерно-техническим и научным работникам соответствующих и близких к ним специальностей.

В лабораторном практикуме изложены предпосылки разработки и основы многоядерной архитектуры на примере процессоров Intel и AMD, особенности проектирования и написания многопоточных программ с акцентом на причины их плохой масштабируемости. Практикум содержит методические указания к выполнению лабораторных и самостоятельных работ.

Данное пособие предназначено для первоначального ознакомления с элементной базой и функциональными типовыми узлами микропроцессорных систем. В нем описываются ключевые и логические элементы, комбинационные устройства, триггеры, регистры, счетчики, микросхемы памяти. Большое внимание уделено усилителям и аналого-цифровым устройствам, без которых не может обойтись процессор при общении с внешними датчиками. Главной особенностью пособия, ориентированного на самостоятельное усвоение материала, является попытка совместить изучение схемотехнической аппаратуры с практическими приемами подключения ее к однокристальной вычислительной машине (ОВМ), являющейся ядром современных систем обработки данных. В ряде случае приведены программы, программно реализующие схемотехнические функции и позволяющие исключить или упростить внешнюю аппаратуру. Рассмотрены не только принципы действия типовых устройств, но и приведены конкретные примеры их реализации и практического использования, что позволяет рекомендовать данное пособие для курсового проектирования, особенно, если оно осуществляется одновременно с чтением лекций. Несмотря на то, что пособие предназначено в первую очередь для первоначального ознакомления с основами схемотехники, некоторые материалы могут представлять интерес и для подготовленных читателей.