Квантование и кодирование.
Сущность этих операций заключается в следующем. Создается сетка так называемых уровней квантования, сдвинутых друг относительно друга на величину , называемую шагом квантования. Каждому шагу квантования можно приписать порядковый номер (0, 1, 2, 3 и т.д.). Полученные в результате дискретизации значения исходного аналогового напряжения U(t)
Заменяются ближайшими к ним уровнями квантования.
Описанный процесс носит название операции квантования. Смысл этого процесса состоит в округлении значений аналогового напряжения, выбранных в тактовые моменты времени. Как и всякое округление, процесс квантования приводит к погрешности (ошибкам квантования), создавая так называемый шум квантования.
Далее операция, выполняемая при аналого-цифровом преобразовании сигналов, - кодирование. Округленные мгновенные значения сигналов в тактовые моменты времени представляются числами-номерами соответствующих уровней квантования.
Рассмотрим эти процессы на диаграмме:
2-й учебный вопрос. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) информации.
Назначение:Для преобразования цифрового двоичного кода в выходное напряжение ,U(t) пропорциональное весовым двоичной коэффициентам разрядов двоичной системы счисления (….8,4,2,1).
Рассмотрим схему ЦАП, которая представляет взвешенную резисторную матрицу.
В рассмотренной схеме сумма токов 
,протекающих через резистор R0 , пропорциональна весовым коэффициентам двоичных разрядов.
Например:
3-й учебный вопрос. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) информации.
Назначение:для преобразования мгновенных значений аналогового входного сигнала x(t)двоичный m-разрядный код.
Рассмотрим вначале принцип действия АЦП на временных диаграммах, а затем одну из возможных схем АЦП.
Лекция:Общие сведение о работе цифровых устройств на основе ПЛИС
Учебные вопросы:
1. Определение и классификация ПЛИС.
2. Особенность построения микросхем на ПЛИС
Литература:
1. В.В. Амосов Схемотехника и средства проектирования цифровых устройств. СПб: БХВ-Петербург, 2007 (Учебное пособие).
2.
1-й учебный вопрос.Определение и классификация ПЛИС.
ПЛИС- программируемая логическая интегральная схема.
Определения ПЛИС:
ПЛИС-ы – представляет собой цифровые интегральные микросхемы, состоящие из программируемых логических блоков и программируемых соединений между блоками.
Возможность конфигурировать эти устройства позволяет инженерам разработчикам решать множество различных задач.
История развития ПЛИС
Запрограммируем функцию Y=a&b^
Многократно перепрограммируемые ПЛИС:
Микросхема (как заготовка ПЛИС) включает:
Ø матрицы однотипных логических ячеек (микро ячеек) в базисе 2-И-НЕ или 2-ИЛИ-НЕ;
Ø блок ввода/вывода с устройствами буферизации (тристабильное состояние, открытый или закрытый коллектор);
Ø матрица трассировки, соединение которой обеспечивает соединение между ячейками и микро ячейками и устройствами ввода/вывода.
В настоящее время выделяют двух уровневые ПЛИСы. На первом уровне собираются комбинационные устройства. На втором уровне разрабатываются устройства цифровой обработки сигнала. Цифровая обработка сигнала- это цифровые фильтры и микроконтроллеры. В одном чипе можно собрать МПС со сложным КЦУ. Емкость ПЛИСов условно определяется количеством однотипных логических элементов. ПЛИСы содержат от нескольких сотен до нескольких миллионов логических элементов.
Часть II: Микропроцессорные системы
Литература:
Основнаялитература
1. Амосов В.В. Схемотехника и средства проектирования цифровых устройств. – СПб: БХВ-Петербург, 2007г.
2. Яковлев Л.А. , Тимченко В.И. «Вычислительная техника»: Методические указания к лабораторным работам СПбГУТ, 2006г.
Дополнительная литература
1. Микушин А., Сажнев А., Сединин В. Цифровые устройства и микропроцессоры. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010 г. — 832 с.
2. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплинам цифровой, вычислительной и микропроцессорной техники. СПбГУТ, 1997г.
3. Цифровая и вычислительная техника. Под ред. Евреинова Э.В М.,. р\св, 1991г.
Лекция №1: Общие принципы организации и работы микропроцессорной системы
Учебные вопросы:
1. Структура (архитектура) микропроцессорной системы (МПС).
2. Структура, архитектура однокристального восьмиразрядного микропроцессора (МП) КР580ВМ80.
1-й учебный вопрос