Digitális technika 2 (régi)

Digitális technika 2

Általános infók
Szak	villany
Kredit	6
Ajánlott félév	2
Keresztfélév	van
Tanszék	IIT
Követelmények
KisZH	nincs
NagyZH	nincs
Házi feladat	1 db
Vizsga	írásbeli beugróval
Elérhetőségek
Levlista	vdigit2@NO-SPAM.sch.bme.hu
Tantárgyi adatlap
Tárgyhonlap

A tárgy a Digitális technika 1 folytatása. Az alapszintű, alkatrészekből építkező áramkörtervezés után itt ennél bonyolultabb, kész egységek összehangolásával foglalkozik a tárgy. Az egész az Intel 8085-ös mikroprocesszor köré épül fel, elsősorban annak egyszerű felépítése -- és nem a relevanciája vagy korszerűsége -- miatt. Így a tárgy végén a hallgató már sokkal könnyebben ismerkedhet meg más, a gyakorlatban is használt, mikroprocesszoros rendszerekkel.

Bevezetésként számláló- és aritmetikai áramkörökkel foglalkozik a tárgy, melyek közül az előbbiek a tantárgy átalakítása előtt a Digitális technika 1-hez tartoztak. Ezután következik a memóriaegységek illesztése a 8085-öshöz, assembly programozás, soros I/O-kezelés, megszakításkezelés, külső megszakításkezelő egység alkalmazása, és egyéb perifériák illesztése. A tárgy továbbá az előadáson foglalkozik pár modernebb technológiával is, mint az FPGA-k (Field-programmabla gate array).

Követelmények

• Előkövetelmény: A Digitális technika 1 című tárgy teljesítése.
• Jelenlét: A gyakorlatok 70%-án kötelező részt venni, amit ellenőriznek is!
• Házi feladat: A félév során 6 darab egyenként 5 pontos házi feladatot kell megoldani. A házi feladatok pótlására nincs lehetőség, a határidőre be nem adott házi feladatokat 0 pontosnak tekintik! Az aláírás megszerzéséhez összesen legalább 20 pontot kell összegyűjteni az elérhető 30-ból. A házi feladatok összpontszáma alapján a vizsgán plusz pontokat lehet szerezni!
• Vizsga: A vizsga összesen 60 pontos melyből legalább 24 pontot kell elérni az elégségeshez. A vizsga két részből áll:
  1. A beugró 20 pontnyi rövid elméleti/egyszerű gyakorlati kérdésből áll. Fél óra van rá és legalább 12 pontot el kell érni. Előszeretettel kérdeznek a segédlet apró részleteiből is!
  2. A második részben 40 pontnyi komolyabb tervezési feladatot kell megoldani. Mindig van ~10 pontért memóriaillesztős feladat. Ezenkívül előszeretettel adnak fel assembly szubrutin értelmezést és valamelyik tanult perifériával kapcsolatos feladatot. Mindig van valamilyen aritmetikai/számlálós problémát taglaló tervezési feladat is.
• Végső jegy: Legalább elégséges vizsga esetén a vizsgapontszámhoz még hozzáadódnak a házi feladatok pluszpontjai. A végső jegy az így kapott összpontszám alapján számítódik a standard 40, 55, 70 és 85-ös határok mellett. A házi feladatok összpontszáma alapján kapható pluszpontok: (összpontszám-20)/2 a kerekítés szabályai szerint!

Régi és új Digit2

2012 tavasza óta létezik az új VIIIA106 tárgykódú Digitális technika 2 a régi VIIIA108 tárgykódú, azonos nevű Digitális technika 2 helyett. A változás oka, hogy konszolidálták a Digitális technika 1 (régen: VIIIA104, most: VIIIA105 és a Digitális technika 2 tananyagát. Lényegében az történt, hogy a Digit1 anyagából az aritmetikai áramkörök és a számlálók átkerültek a Digit2 tananyagába. Így lett a 7-kredites VIIIA104-ből ill. az 5-kredites VIIIA108-ból két darab 6-6-kredites VIIIA105 ill. VIIIA106. A többi tananyag majdnem változatlan maradt.

Még régebben létezett VIFO1013 tárgykódú 8 kredites egységes tárgy Digitális technika néven.

A gyakorlatban ez annyit jelent, hogy a tárgy régebbi anyagai között ne keressetek számlálókat és aritmetikai áramköröket, azok a régebbi Digitális technika 1 tananyagok között lesznek.

Könyvek, jegyzetek, segédanyagok

Hivatalos tárgyhonlap

A gyakorlatok anyagai, ellenőrző kérdések, áramköri elemek adatlapjai (szóval minden, ami jó) elérhető a hivatalos tárgyhonlapon. Az anyagokhoz a felhasználónév digit2 a jelszó pedig viiia106 (a tárgykód).

Hivatalos segédlet

Grantner - Horváth - László: Mikroprocesszor alkalmazási segédlet (J5-1428)

Nagyon ajánlott a hivatalos segédlet forgatása, anélkül például a vizsga sem megoldható, de a házi feladatban is segíthet. A vizsgán lehet használni eredeti vagy fénymásolt-spirálozott kalózmásolatot, de tilos benne az entrópiáját növelő jelöléseket elhelyezni (vagyis nem tartalmazhat plusz információt semmilyen formában).

A tantárgyi adatlapon további kötelező és ajánlott irodalmakat is megjelölnek, melyek közül az előbbieket kiválthatja az előadáson való részvétel.

Hardvertervezés

• Benesóczky Zoltán: Digitális tervezés funkcionális elemekkel és mikroprocesszorokkal: 2006-ban a Digitális technika 2-höz írt könyv, illetve jegyzet, itt szkennelt állapotban letölthető.

Assembly-programozás

• Rodek–Diós: Assembly programozás: kissé túlmutat a tárgy anyagán, de hasznos lehet.
• Assembly programozás jegyzet ismeretlen szerzőtől, sűrítve, nagy és félkövér betűkkel.
• 8085 assembly cheat sheet avagy referencialap. Nagyon tömören vannak leírva az utasítások, opkódok, stb.
• 8085 utasításkészlet az IIT honlapjáról
• Letölthető 8085 szimulátor (Java-alapú)
• Online 8085 szimulátor az IIT honlapján

Egyebek

• Valaki készített egy többé-kevésbé érthető magyarázatot a komplemens szorzás műveletéről.
• A régi-régi VIFO1013-as Digit2-ről összegyűjtött gyakanyag
• Interruptok leírása
• Ready-logika tervezése (IIT-s anyag)
• Jegyzet a különböző tárolókról és számlálókról
• Régebbi leírás a számlálókról
• 2013-mas évi előadás jegyzet (10. előadás hiányzik)

Házi feladat

Az elmúlt két félévben a házi feladatok tipikusan egy formát követtek. Egy féléven belül gyakorlatilag csak a számokat írták át a különböző hallgatóknak, és a félévek között is csak keveset változtattak a sablonon.

Az első rész tipikus leírása

Egy több memóriaegységből álló memóriamodult kell egy 8085-ös sínrendszerre illeszteni

1. Fel kell rajzolni a modul blokkvázlatát
2. Fel kell rajzolni a modul címtérképét és címdekóderét (ebben van kb. három ROM/RAM, és a címtérkép nem statikus, hanem szoftveresen átkapcsolható egy megadott I/O-címre történő írással
3. Fel kell rajzolni a memóriaáramkörök bekötését
4. Fel kell rajzolni az adatbuszmeghajtó-áramköröket
5. Fel kell rajzolni az I/O-egységet, amely a különböző memóriák között kapcsol át
6. Fel kell rajzolni a ready-logikát

A második rész tipikus leírása

Egy assembly-szubrutint kell írni, mely a memória fizikai integritását ellenőrzi. Paraméterként egy regiszterpárban megkapja az ellenőrizendő memóriablokk kezdőcímét és egy másik regiszterpárban a memóriablokk hosszát. Feladata, hogy egy ciklusban a memóriablokkot feltöltse valamilyen módon a memóriablokk címeiből képzett adatokkal (pl. a címek alsó bájtja plusz egy vagy a cím alsó és felső bájtjának vagy-kapcsolata), és egy másik ciklusban az adatokat visszaolvasva ellenőrizze, hogy minden rendben van-e. Ha hibát talál, azt egy flaget beállítva kell jeleznie, valamint egy regiszerpárban kell jeleznie a hibák számát és az első vagy az utolsó hiba helyét. A pontos feladatkiírás félévenként, a konkrét paraméterek (regiszterpárok, flagek) hallgatónként változhatnak.

Segédanyagok

Érdemes a hivatalos tárgyhonlapon a segédanyagokat, gyakanyagokat böngészni mindkét rész megoldásához.

• Ready-logika tervezése (IIT-s anyag)

Az IIT a következőket javasolja a házi feladat sikeres elkészítéséhez:

• A rajzok, táblázatok elkészítésekor vonalzóval meghúzott egyenes vonalakat használjunk. Rajzsablon használata segíthet, de nem kötelező.
• A blokkvázlatnak tartalmaznia kell az összes felhasznált memória áramkört valamint a vezérlésükhöz szükséges blokkokat. Ne feledkezzen meg a sín és a leválasztott jelek egyértelmű elnevezéséről. A jelek neveit a blokkvázlaton is jelölni kell.
• Ügyeljünk a logikai jelek egyértelmű elnevezésére. Az egyes elnevezéseknek a teljes megoldás minden feladatában összhangban kell lenniük. A rendszersín jeleit a feladat szövege tartalmazza, ezek használata kötelező.
• A memória áramkörök bekötése az összes jel egyértelmű megadását jelenti memória áramkörönként külön-külön.
• Ready logika tervezésekor ügyeljen a feladat követelményeiben leírtak pontos betartására (pl.: csak írás, csak olvasás, ütemek száma). Ne feledkezzen meg a megfelelőkapukimenet típusok jelöléséről (csak ahol szükséges).
• Buszmeghajtó áramkör használatakor egyértelműen jelölni kell a meghajtó két oldalát, a jel elnevezéseknek itt is összhangban kell lenni a többi feladatban használt elnevezésekkel.

A második feladathoz:

• A konkrét paraméterek (címek, konstansok) és külső függvények használata során a tanult assembly direktívák használata kötelező.
• Ügyeljen a részfeladatok szövegében megfogalmazott követelmények maradéktalan betartására. (pl.: regiszterek megfelelő mentése)
• Szubrutin készítésekor ne feledkezzen meg a rutin elejéről és végéről. (címke, visszatérés)
• Ügyeljen az egyes rutinok visszatérési értékeinek megfelelő előállítására.
• A programot érdemes szimulátorban is kipróbálni, ehhez segítség a tárgy honlapján található.
• Az egyes programrészeket kommenttel kell ellátni. A komment legyen jól érthető világosan és egyszerűen megfogalmazott.
• A program elkészítése során törekedjünk az egyszerűségre. A leírt kód legyen jól áttekinthető, érthető. Kerüljük a nyakatekert bonyolult megoldásokat.
• Más forrásból származó programkód bemásolása nem megengedett!

Korábbi megoldások

• 2013 tavasz, teljes hf (DM)
• 2013 tavasz, teljes megoldás (Szabó Norbert)
• 2013 tavasz, teljes házifeladat megoldás (Szvoboda Márk)
• Egy 2008-as házifeladatbeadás (Nagy Ádám Richárd).
• Egy másik teljes házifeladatbeadás (Szendrei Béla).
• 2 db hasonló első házifeladatrész megoldása (by Ace Techs).
• Pár 2012-es assembly-feladat megoldása.

Vizsgák

A vizsga csak írásbeli, de ezen belül egy rövidebb beugróból és egy hosszabb, több feladatból álló feladatmegoldós részből áll. A kettőt egyszerre kapja meg a vizsgázó, de a beugrót fél óra után be kell adnia. Ezt hamar kijavítják, és amennyiben nem éri el a 60%-ot, az írásbeli dolgozat többi részét nem javítják ki. Mivel nem kizárólag a gyakorlatok anyagára épít, így nem elég, ha „tudod az anyagot”, külön fel is kell készülni a tipikus beugrókérdésekből. Az írásbeli részen biztosan kell memóriát illeszteni, valamilyen perifériát bekötni és felprogramozni a segédlet alapján, és újabban számlálókat vagy egyszerű aritmetikai áramköröket használni.

Az IIT hivatalosan nem engedélyezi másolatok készítését a már kiadott, megírt vagy kijavított vizsgakérdésekről.

Ellenőrző kérdések

Az IIT kiad egy ellenőrző kérdéssort, amelyben gyakorlatilag minden kérdéstípus szerepel, amelyet beugrón vagy vizsgán feltehetnek. Amennyiben az itt feltett kérdésekre a hallgató nagy magabiztossággal tud válaszolni, illetve a feladatokat meg tudja oldani, úgy a vizsgán se kell izgulnia.

Linkek:

• A kérdéssor aktuális verziója a hivatalos tárgyhonlapon érhető el
• A kérdéssor 2012 tavaszi V3 jelzésű változata az új VIIIA106 tárgykódú digit2-höz.
  • Megoldások az aktuális feladatsorhoz (még nincs összegyűjtve)
• A kérdéssor 2012 előtti V2 jelzésű változata a régi ötkredites digit2-höz.
  • Megoldások a régebbi feladatsorhoz
• A beugróban gyakran ismételt kérdések

Korábbi vizsgasorok

• 2005 nyári vizsga
• 2006 nyári vizsga
• 2008 nyári vizsga
• 2009 nyári vizsga
• 2009 nyári vizsga, IO-illesztés megoldásai
• 2009 nyári vizsga, memóriaillesztés megoldásai
• 2010. január 5.-i vizsgabeugró
• 2010. január 13.-i vizsgabeugró
• 2010 nyári vizsga
• 2011 nyári vizsgabeugró
• 2012 nyári vizsgabeugró

Verseny

A Digitális technika 1 és 2 anyagából egy közösen van verseny Kozma László Digitális Technika Verseny néven. A 2012. évi tavaszi verseny a vik.hk. oldalon.

Hivatalosan azt írják, hogy a vizsgaköteles hallgatók esetén a versenyeredményt beleszámíthatják a vizsgaeredménybe, ez többeknél megajánlott ötöst jelentett Digit2-ből úgy, hogy lényegében a Digit1 anyagából versenyeztek.

Tippek

Házi feladathoz nézzétek át jól a gyakorlatok anyagát, ott gyakorlatilag mindent meg kellett oldanotok, ami a háziban előjöhet. Ha kérdésetek van, akkor nyugodtan (de még időben) tegyétek fel a gyakvezeknek!

Vizsgához jól jön, ha ismeritek a segédletet, vagyis tudjátok, hogy mihez hova kell lapozni benne. Beleírni nem lehet, de talán érdemes behajtani a fontosabb információt tartalmazó oldalak sarkát. Továbbá jól lehet tanulni az előadásjegyzetből, a leadott anyag és a vizsgán visszakérdezett dolgok nagyon jól fedik egymást, sokkal jobban, mint mondjuk a segédlet vagy egy tetszőleges könyv anyaga, ezért érdemes előadásra is bejárni.

Kedvcsináló

Végre valami komolyabb dologgal is lehet foglalkozni, és hát muszáj is, mert kevés olyan villamosmérnökséghez kapcsolódó téma van, ami nem épül a digitális technikára, főleg, ha csak az ötven évnél fiatalabb technológiákat vesszük figyelembe.

Kapcsolódó anyagok

A tárgy épül a Digitális technika 1 anyagára, és erre épül az Informatika 1 anyaga.

A Kategória:Digitális technika 2 oldalon vannak felsorolva a tárgyhoz kapcsolódó oldalak és fájlok.