I. Типовые задания для оценивания результатов сформированности компетенций на уровне знаний
Программируемые логические схемы (ч.1, 2)
1.1. Языки описания аппаратуры (HDL) и их назначение. Синтез и симуляция. Отличия от языков программирования высокого уровня.
1.2. VHDL. Структура кода. Сигналы. Основные операторы языка. Понятия интерфейса и архитектуры. Стандарты языка.
1.3. Комбинаторная логика на VHDL. Одновременные присваивания. Оператор процесса. Операторы when, if, case.
1.4. Последовательная логика на VHDL. Оператор процесса. Список чувствительности. Описание триггера на VHDL.
1.5. Среда тестирования, её назначение и преимущества. Структура среды тестирования. Стимулы.
1.6. Синхронные и асинхронные схемы. Критерии синхронной схемы. Преимущества синхронных схем. Критический путь. Максимальная частота синхронной схемы.
1.7. Триггеры с разрешением тактирования и их применение. Предделитель.
1.8. Принципы структурного проектирования. Структура проекта. Компонент и экземпляр компонента.
1.9. Конечный автомат (КА). Диаграмма состояний КА. Перечисляемый тип данных на VHDL. Описание КА на VHDL.
1.10. Математика на VHDL. Пакет numeric_std. Типы данных signed и unsigned. Сложение и умножение на VHDL. Явное преобразование типов данных.
1.11. IP-блоки. Мегафункции. Преимущества и сфера применения.
1.12. Архитектура ПЛИС фирмы Altera на примере Cyclone IV. Структура ячейки. Блоки памяти. DSP блоки.
1.13. Проекты с несколькими тактовыми сигналами. Межтактовая синхронизация.
1.14. PLL, принципы работы, проектирование PLL на ПЛИС.
1.15. Статический временной анализ. Общие принципы и назначение. Метастабильность триггеров.
1.16. Цифровая обработка сигналов на ПЛИС.
1.17. Генерация периодических сигналов на ПЛИС. DDS синтез частоты.
1.18. Цифровые фильтры, их устройство и назначение. FIR фильтры.
1.19. Передискретизация сигнала. Фильтр Фарроу.
1.20. Встраиваемые микропроцессорные системы на ПЛИС, их применения, преимущества и недостатки. Общие сведения о ядре NIOS.
Датчики и актуаторы
2.1. Классификация сенсоров (датчиков): назначение, вид преобразования, условия эксплуатации. Характеристики сенсоров (датчиков): диапазон измерения, чувствительность, точность, линейность, селективность. Погрешности измерений: температурный и временной дрейф параметров, шумы. Стандартизация и сертификация сенсоров (датчиков).
2.2. Основные физические эффекты и свойства, лежащие в основе построения датчиковой аппаратуры. Упругие, механические свойства различных сред.
2.3. Основные физические эффекты и свойства, лежащие в основе построения датчиковой аппаратуры. Тепловые, электрические свойства различных сред.
2.4. Основные физические эффекты и свойства, лежащие в основе построения датчиковой аппаратуры. Полупроводниковые свойства различных сред.
2.5. Основные физические эффекты и свойства, лежащие в основе построения датчиковой аппаратуры. Диэлектрические свойства различных сред.
2.6. Основные физические эффекты и свойства, лежащие в основе построения датчиковой аппаратуры. Магнитные свойства различных сред.
2.7. Основные физические эффекты и свойства, лежащие в основе построения датчиковой аппаратуры. Оптические свойства различных сред.
2.8. Виды преобразователей: пьезоэлектрические, тензорезистивные, емкостные.
2.9. Термоэлектрические сенсоры. Терморезистивные, термоэлектрические, термомеханические, пироэлектрические преобразователи.
2.10. Оптические сенсоры: фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фотосчетчики.
Программирование измерительных систем
3.1. Аналоговые и цифровые сигналы. Преобразования. Дискретизация. Теорема Котельникова.
3.2. Схемы измерений: дифференциальная схема, схема с общим проводом, схема с общим незаземленным проводом. Заземление.
3.3. Последовательный интерфейс обмена данных. Назначение, характеристики. Последовательный порт. Ввод-вывод с использованием интерфейса RS-232.
3.4. Аналого-цифровые преобразователи. Основные характеристики и виды АЦП.
3.5. АЦП последовательного приближения. Назначение, блок-схема, принцип работы, характеристики.
3.6. Дискретное преобразование Фурье. Амплитудно-частотная характеристика сигнала. Фильтрация. Фильтры в LabView.
3.7. Язык графического программирования LabView. Назначение и основные понятия: блок-диаграммы, принцип потока данных, проводники, виртуальный прибор, подприбор.
3.8. Циклы, массивы и кластеры в LabView. Сдвиговый регистр в LabView.
3.9. Возможности ввода-вывода в LabView. Файлы отчетов в LabView.
3.10. Математические и логические функции LabView.
Объектно-ориентированное программирование
4.1. Принципы объектно-ориентированного программирования. Инкапсуляция.
4.2. Принципы объектно-ориентированного программирования. Наследование.
4.3. Принципы объектно-ориентированного программирования. Полиморфизм.
4.4. Типы данных. Понятие класс. Модификаторы доступа. Конструкторы.
4.5. Методы класса. Переопределение методов. Перегрузка методов.
4.6. Абстрактные классы. Интерфейсы.
4.7. Исключения. Обработка исключений.
Перечень вопросов на проверку профессиональной составляющей компетенций, выносимых на государственную итоговую аттестацию
1. Подготовить план статьи по одному из вопросов программы.
2. Подготовить план отчета по ГОСТ по одной из проблем программы.
3. Подготовить ответ по одному из вопросов программы в виде обзора литературы.
4. Подготовить проект заявки на патент по одной из проблематик изучаемых курсов.
5. Сформулировать актуальные задачи, которыми занимаются в последние годы специалисты в области радиофизики и создания новых функциональных материалов для радиофизики и электроники.
II. Литература
Основная:
1. Глинкин, Е.И. Схемотехника микропроцессорных средств: монография / Е.И. Глинкин, М.Е. Глинкин; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет». - Тамбов: Издательство ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013. - 149 с.: ил. - Библиогр. в кн.; То же [Электронный ресурс]. - URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=277687
2. Сорокин, В.С. Материалы и элементы электронной техники. Активные диэлектрики, магнитные материалы, элементы электронной техники [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В.С. Сорокин, Б.Л. Антипов, Н.П. Лазарева. — Электрон. дан. — Санкт-Петербург: Лань, 2016. — 384 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/71735.
3. Федотов, А.К. Физическое материаловедение: учебное пособие: в 3-х ч. / А.К. Федотов. - Минск: Вышэйшая школа, 2010. - Ч. 1. Физика твердого тела. - 400 с.: ил. - ISBN 978-985-06-1918-1; То же [Электронный ресурс]. - URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=119759
4. Легостаев, Н.С. Твердотельная электроника: учебное пособие / Н.С. Легостаев, К.В. Четвергов. - Томск: Эль Контент, 2011. - 244 с. - ISBN 978-5-4332-0021-0; То же [Электронный ресурс]. - URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=208951
5. Головнин В.А., Каплунов И.А., Малышкина О.В., Педько Б.Б., Мовчикова А.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. М.: Техносфера, 2013, 271 с. https://mega.lib.tversu.ru/MegaPro/Web/SearchResult/MarcFormat/3731826
6. В.А.Головнин, И.А. Каплунов, Б.Б. Педько, О.В.Малышкина, А.А.Мовчикова. Материаловедение электронной техники. Технологии наноматериалов. Учебное пособие. Тверь, ТвГУ, 2011, 100 с. https://texts.lib.tversu.ru/texts/materialovedenie_elektronnoy_tehniki_tehnologii_nanomaterialov/Start.html
7. Баран Е.Д. Измерения в LabVIEW [Электронный ресурс]: учебное пособие / Е.Д. Баран, Ю.В. Морозов. — Электрон. текстовые данные. — Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2010. — 162 c. — 978-5-7782-1428-6. — Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/45372.html
8. Мейер Б. Объектно-ориентированное программирование и программная инженерия [Электронный ресурс] / Б. Мейер. — Электрон. текстовые данные. — М.: Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. — 285 c. — 2227-8397. — Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/39552.html
Дополнительная:
1. Барыбин, А.А. Электроника и микроэлектроника. Физико-технологические основы: учебное пособие / А.А. Барыбин. - М.: Физматлит, 2008. - 424 с.: ил. - ISBN 978-5-9221-0679-5; То же [Электронный ресурс]. - URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=75443
2. Шалимова, К.В. Физика полупроводников [Электронный ресурс]: учеб. — Электрон. дан. — Санкт-Петербург: Лань, 2010. — 384 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/648.
3. Маслов, В.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ на виртуальных стендах LabVIEW по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»: учебное пособие / В.В. Маслов, Х.М. Мустафаев. - М.; Берлин: Директ-Медиа, 2015. - 56 с.: ил., схем., табл. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-4475-4110-1; То же [Электронный ресурс]. - URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=274342
4. Сорокин, А.А. Объектно-ориентированное программирование: учебное пособие (курс лекций) / А.А. Сорокин; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Кавказский федеральный университет». - Ставрополь: СКФУ, 2014. - 174 с.: ил.; То же [Электронный ресурс]. - URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=457696
5. Объектно-ориентированное программирование с примерами на C#: учебное пособие / П.Б. Хорев.- М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 200 с.: 70x100 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат) (Обложка) ISBN 978-5-00091-144-0
https://znanium.com/go.php?id=529350