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.

Следующая 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 Квантование и кодирование. - student2.ru ,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.

Квантование и кодирование. - student2.ru

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.

Квантование и кодирование. - student2.ru

История развития ПЛИС

Квантование и кодирование. - student2.ru

Квантование и кодирование. - student2.ru

Квантование и кодирование. - student2.ru

Квантование и кодирование. - student2.ru

Запрограммируем функцию Y=a&b^

Квантование и кодирование. - student2.ru

Многократно перепрограммируемые ПЛИС:

Квантование и кодирование. - student2.ru

Квантование и кодирование. - student2.ru

Квантование и кодирование. - student2.ru

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.

Квантование и кодирование. - student2.ru

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

Наши рекомендации