Συστήματα Μικροϋπολογιστών¶

Επίσημο περίγραμμα μαθήματος του ΤΜΗΥΠ (Πανεπιστήμιο Πατρών), όπως δημοσιεύεται στη σελίδα του μαθήματος και στο συνημμένο αρχείο «Περίγραμμα Μαθήματος». Το κείμενο παρατίθεται αυτούσιο, χωρίς τα πρότυπα οδηγιών του εντύπου.

Στόχοι¶

Ο φοιτητής, που ολοκληρώνει με επιτυχία το μάθημα, έχει την ικανότητα να:

(1) υλοποιήσει το γενικό μοντέλο ενός σύγχρονου μικροϋπολογιστή και των περιφερειακών του, (2) κατανοήσει και να προγραμματίσει τη λειτουργία διατάξεων μικροϋπολογιστών συγκεκριμένων οικογενειών, πρόσφατων αλλά και μελλοντικών τεχνολογιών, (3) έχει αποκτήσει τις βασικές γνώσεις και τις ικανότητες να σχεδιάσει έναν μικροεπεξεργαστή, (4) σχεδιάσει και να προγραμματίσει μικροελεγκτές διαφορετικών οικογενειών και τεχνολογιών, (5) υλοποιήσει τη διασύνδεση περιφερειακών μονάδων σε μικροϋπολογιστές, μικροεπεξεργαστές και μικροελεγκτές, (6) πιστοποιήσει την ορθή λειτουργία μικρουπολογιστικών συστημάτων και μικροελεγκτών, μέσω εργαλείων εξομοίωσης.

Περιεχόμενο (ύλη)¶

Δομή μικροϋπολογιστή
Δομή μικροϋπολογιστικού συστήματος
Κεντρική μονάδα επεξεργασίας
Στοιχεία μνήμης
Στατική μνήμη (SRAM)
Δυναμική μνήμη και σύγχρονη δυναμική μνήμη (DRAM & SDRAM)
Μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM)
Διευθυνσιοδότηση
Άμεση προσπέλαση μνήμης
Κύκλος εντολής, μηχανής και ρολογιού
Θύρες εισόδου/εξόδου: παράλληλες, σειριακές
Χρονιστές
Μετρητές
Ελεγκτές διακοπών
Μικροεπεξεργαστής Zilog Z80
Αριθμητική και λογική μονάδα
Προγραμματιζόμενοι καταχωρητές
Διευθυνσιοδότηση
Ακροδέκτες και χρονισμοί
Σύνολο εντολών
Διακοπές
Διακοπές τύπου ΙΝΤ και ΝΜΙ
Οικογένεια μικροεπεξεργαστών INTEL
Εξέλιξη της αρχιτεκτονικής και των τεχνολογιών της οικογένειας
Παραδείγματα μικροεπεξεργαστών
Χαρακτηριστικά
Καταχωρητές
Ακροδέκτες και σήματα
Κύκλος μηχανής και καταστάσεις
Χρονική ακολουθία εκτέλεσης εντολών
Αρχικοποίηση
Διακοπές
Διευθυνσιοδότηση εντολών
Συσκευές υποστήριξης
Μικροελεγκτές
Εξέλιξη της αρχιτεκτονικής και των τεχνολογιών 8-bit και 32-bit
Παραδείγματα οικογενειών μικροελεγκτών: ATMEL
Χαρακτηριστικά – αρχιτεκτονική
Ρολόι
Μονάδες μνήμης - διευθυνσιοδότηση
Καταχωρητές
Διακοπές
Επανεκκίνηση
Χρονιστές – Μετρητές
Σειριακή και παράλληλη επικοινωνία
Προγραμματισμός
Επεξεργαστές RISC και CISC
Σύγχρονες και μελλοντικές εφαρμογές
Προχωρημένα θέματα

Αξιολόγηση¶

Η αξιολόγηση των φοιτητών υποστηρίζεται στην ελληνική γλώσσα, μέσω τελικής γραπτής εξέτασης, δύο φορές κάθε ακαδημαϊκό έτος. Η εξέταση οργανώνεται με ερωτήσεις ανάπτυξης, ερωτήσεις σύντομης απάντησης, επίλυσης ασκήσεων και προβλημάτων. Σε χρονικό διάστημα δέκα ημερών μετά την εξέταση, ανακοινώνονται και αναρτώνται ηλεκτρονικά η βαθμολογία και ενδεικτικές απαντήσεις των θεμάτων της εξέτασης. Ορίζεται ημέρα και ώρα κατά την οποία οι φοιτητές μπορούν να δουν το γραπτό τους για τις όποιες απορίες και ερωτήσεις μπορεί να έχουν, καθώς και για να εκφράσουν τη διαφοροποίηση ως προς τη βαθμολόγησή τους, εάν το επιθυμούν. Στη συνέχεια επικυρώνεται-οριστικοποιείται η βαθμολογία.

Βιβλιογραφία¶

Νικόλαος Χ. Πετρέλλης, Γεώργιος Φ. Αλεξίου, «Μικροεπεξεργαστές και Σχεδιασμός Μικρουπολογιστικών Συστημάτων», ISBN: 9789604615001, Εκδόσεις Κλειδάριθμος ΕΠΕ.
Πεκμεστζή Κιαμάλ , “Συστήματα Μικροϋπολογιστών, Τόμος Ι: Μικροεπεξεργαστές 80x86 Pentium και Arm”, ISBN: 9789602662687, Εκδόσεις Σ. Αθανασόπουλος & Σία Ο.Ε.

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά: - ΙΕΕΕ Micro, - IEEE Transactions on Computers, - IEEE Transactions on Circuits and Systems, - IEEE Transactions on VLSI Systems.