- Преподавателю
- Технология
- Рабочая программа профессионального модуля ПМ01 Проектирование цифровых устройств
Рабочая программа профессионального модуля ПМ01 Проектирование цифровых устройств
| Раздел | Технология |
| Класс | - |
| Тип | Рабочие программы |
| Автор | Петрова А.Н. |
| Дата | 13.12.2015 |
| Формат | doc |
| Изображения | Есть |
министерство образования тверской области
ГБОУ СПО «Ржевский колледж»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММа ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
ПМ.01. «Проектирование цифровых устройств»
2
012 г.
ОДОБРЕНА
цикловой комиссией
специальности 230113
Протокол № ___от
«__»____________2012
Председатель цикловой
комиссии
__________________
/Г.Б. Пантелеева/
«УТВЕРЖДАЮ»
Заместитель руководителя
по методической работе
Протокол № ___от
__________________
/М.И. Безрученко/
«__»____________2012
Программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования (далее - СПО): 230113 - Компьютерные системы и комплексы.
Организация-разработчик: государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Ржевский колледж» (ГБОУ СПО «Ржевский колледж»)
Разработчики:
Петрова А.Н., преподаватель специальных дисциплин первой квалификационной категории ГБОУ СПО «Ржевский колледж»
Рецензенты:
Преподаватель:________________________
©ГБОУ СПО «Ржевский колледж»
©Петрова А.Н.
министерство образования тверской области
ГБОУ СПО «Ржевский машиностроительный техникум»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММа ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
ПМ.01. «Проектирование цифровых устройств»
2
012 г.
ОДОБРЕНА
цикловой комиссией
специальности 230113
Протокол № ___от
«__»____________2012
Председатель цикловой
комиссии
__________________
/Г.Б. Пантелеева/
«УТВЕРЖДАЮ»
Заместитель директора
по учебной работе
Протокол № ___от
__________________
/М.И. Безрученко/
«__»____________2012
Рабочая программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования (далее - СПО): 230113 Компьютерные системы и комплексы
О
рганизация-разработчик: ГБОУ СПО «Ржевский машиностроительный техникум»
Разработчики:
Петрова А. Н., преподаватель спец. дисциплин первой квалификационной категории ГБОУ СПО «Ржевский машиностроительный техникум»
Рецензенты:
Преподаватель:________________________
©ГБОУ СПО «Ржевский машиностроительный техникум»
©Петрова А.Н.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
4
2. результаты освоения ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
6
3. СТРУКТУРА и содержание профессионального модуля
7
4 условия реализации программы ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
МОДУЛЯ
26
5. Контроль и оценка результатов освоения
профессионального модуля (вида профессиональной
деятельности)
29
1. паспорт РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
Проектирование цифровых устройств
1.1. Область применения программы
Рабочая программа профессионального модуля (далее рабочая программа) - является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО
230113 «Компьютерные системы и комплексы»
в части освоения основного вида профессиональной деятельности (ВПД):
проектирование цифровых устройств
и соответствующих профессиональных компетенций (ПК):
-
Разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции
-
Выполнять требования технического задания на проектирование цифровых устройств
-
Использовать средства и методы автоматизированного проектирования при разработке цифровых устройств
-
Определять показатели надежности и качества проектируемых цифровых устройств
-
Выполнять требования нормативно - технической документации
Рабочая программа профессионального модуля может быть использована
в дополнительном профессиональном образовании.
1.2. Цели и задачи модуля - требования к результатам освоения модуля
С целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями, обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен:
иметь практический опыт:
-
применения интегральных схем разной степени интеграции при разработке цифровых устройств и проверки их на работоспособность;
-
проектирования цифровых устройств на основе пакетов прикладных программ;
-
оценки качества и надежности цифровых устройств;
-
применения нормативно-технической документации;
уметь:
-
выполнять анализ и синтез комбинационных схем;
-
проводить исследования работы цифровых устройств и проверку их на работоспособность;
-
разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции;
-
выполнять требования технического задания на проектирование цифровых устройств;
-
проектировать топологию печатных плат, конструктивно-технологические модули первого уровня с применением пакетов прикладных программ;
-
разрабатывать комплект конструкторской документации с использованием САПР;
-
определять показатели надежности и давать оценку качества СВТ;
-
выполнять требования нормативно-технической документации;
знать:
-
арифметические и логические основы цифровой техники;
-
правила оформления схем цифровых устройств;
-
принципы построения цифровых устройств;
-
основы микропроцессорной техники;
-
основные задачи и этапы проектирования цифровых устройств;
-
конструкторскую документацию, используемую при проектировании;
-
условия эксплуатации цифровых устройств, обеспечение их помехоустойчивости и тепловых режимов, защиты от механических воздействий и агрессивной среды;
-
особенности применения систем автоматизированного проектирования, пакеты прикладных программ;
-
методы оценки качества и надежности цифровых устройств;
-
основы технологических процессов производства СВТ;
-
участвовать в разработке проектной документации с использованием современных пакетов прикладных программ в сфере профессиональной деятельности;
-
нормативно-техническую документацию: инструкции, регламенты, процедуры, технические условия и нормативы.
1.3. Количество часов на освоение программы профессионального модуля:
всего - 996 часов, в том числе:
максимальной учебной нагрузки обучающегося -780 часов, включая:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося - 520 часов;
самостоятельной работы обучающегося - 260 часов;
учебной и производственной практики - 216 часов.
2. результаты освоения ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
Результатом освоения профессионального модуля является овладение студентами видом профессиональной деятельности Проектирование цифровых устройств, в том числе профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенциями, указанными в ФГОС по специальности 230113 Компьютерные системы и комплексы
Код
Наименование результата обучения
ПК 1.1
Разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции
ПК 1.2
Выполнять требования технического задания на проектирование цифровых устройств
ПК 1.3
Использовать средства и методы автоматизированного проектирования при разработке цифровых устройств
ПК 1.4
Определять показатели надежности и качества проектируемых цифровых устройств
ПК 1.5
Выполнять требования нормативно- технической документации
ОК 1
Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес
ОК 2
Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
ОК 3
Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
ОК 4
Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития
ОК 5
Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности
ОК 6
Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями
ОК 7
Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий
ОК 8
Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации
ОК 9
Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности
ОК 10
Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
3.1. Тематический план профессионального модуля ПМ.01. Проектирование цифровых устройств
Коды
профессиональных компетенций
Наименования разделов профессионального модуля
Всего часов
(макс. учебная нагрузка и практики)
Объем времени, отведенный на освоение междисциплинарного курса (курсов)
Практика
Обязательная аудиторная учебная нагрузка обучающегося
Самостоятельная работа обучающегося
Учебная,
часов
Производственная (по профилю специальности),
часов
Всего,
часов
в т.ч. лабораторные работы и практические занятия,
часов
в т.ч., курсовая работа (проект),
часов
Всего,
часов
в т.ч., курсовая работа (проект),
часов
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ПК 1.1 - ПК 1.3
Раздел 1. МДК.01.01. Цифровая схемотехника
300
200
120
-
100
-
-
ПК 1.1 - ПК 1.5
Раздел 2. МДК.01.02. Проектирование цифровых устройств
480
320
190
30
160
30
-
Производственная практика (по профилю специальности), часов
216
216
Всего:
996
520
310
30
260
216
Итоговая аттестация в форме квалификационного экзамена
3.2. Содержание обучения по профессиональному модулю (ПМ)
Наименование разделов профессионального модуля (ПМ), междисциплинарных курсов (МДК) и тем
Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект)
Объем
часов
Уровень
освоения
1
2
3
4
ПМ 01. Проектирование цифровых устройств
780
МДК 01. 01.
300
Раздел 1. Цифровая схемотехника
Тема 1.1 Введение. Основные понятия цифровой техники
Содержание
62
2
1.
Краткий исторический обзор. Роль цифровой техники в современных электронных системах, цифровые и импульсные сигналы, их параметры. Устройства формирования цифровых сигналов.
1,2
2.
Системы счисления, используемые в компьютерах: двоичная, двоично-кодированная (восьмеричная, шестнадцатеричная), двоично-десятичная.
2
3.
Преобразование чисел из одной системы в другую. Правила двоичной арифметики.
2
4.
Представление информации в цифровом коде. Прямой, обратный и дополнительный код.
2
5.
Основные логические операции и логические схемы.
2
6.
УГО логических элементов (Стандарт).
2
7.
Понятие логической функции. Способы задания логических функций.
2
8.
Переключательная функция. Минимизация логических функций методом СДНФ, СКНФ
2
9.
Минимизация логических функций методом Карно.
2
10.
Классификация и системы обозначений серий цифровых интегральных схем.
2
11.
Сравнительная оценка логических элементов различного типа (ТТЛ, ТТЛШ, МОП, КМОП и т.д.).
2
Лабораторные работы
26
1.
Инструктаж по технике безопасности. Моделирование вентилей в среде конструктора электронных элементов (MatLab / WorkBench / Altera MAX+PlusII™ / Моделирующий пакет ASIMEC)
2
1,2
1,2
2.
Основные приемы моделирования функциональных схем в среде конструктора электронных элементов MatLab
2
3.
Основные приемы моделирования функциональных схем в среде конструктора электронных элементов в среде WorkBench
2
4.
Основные приемы моделирования функциональных схем в среде конструктора электронных элементов в среде Excel
2
5.
Основные приемы моделирования функциональных схем в среде конструктора электронных элементов в среде Altera MAX+PlusII™
2
6.
Основные приемы доказательства равнозначности функциональных схем в среде конструктора электронных элементов MatLab
4
7.
Основные приемы доказательства равнозначности функциональных схем в среде конструктора электронных элементов WorkBench
4
8.
Анализ и синтез простейших функциональных схем в среде конструктора электронных элементов MatLab
2
9.
Анализ и синтез простейших функциональных схем в среде конструктора электронных элементов WorkBench
2
10.
Анализ и синтез простейших функциональных схем в среде конструктора электронных элементов Altera MAX+PlusII™
2
11.
Анализ и синтез простейших функциональных схем в среде конструктора электронных элементов
«Моделирующий пакет ASIMEC»
2
Практические занятия
14
1.
Системы счисления. Преобразование чисел из одной системы в другую.
2
2.
Арифметические действия в разных системах счисления: основные правила
2
3.
Способы задания Булевых функций. Методы доказательства равносильности функций
2
4.
Алгебра логики: основные законы
2
5.
Минимизация Булевых функций методом карт Карно
4
6.
Минимизация Булевых функций методом карт Карно, с помощью совершенных нормальных форм: СДНФ (СКНФ)
2
Тема 1.2 Схемотехнические проблемы построения цифровых узлов и устройств
Содержание
16
2
1.
Простейшие модели, система параметров логических элементов. Типы выходных каскадов цифровых элементов. Паразитные связи цифровых элементов по цепям питания
1,2
2.
Передача сигналов в цифровых узлах и устройствах. Помехи в сигнальных линиях
2
3.
Вспомогательные элементы цифровых узлов и устройств
2
4.
Типовые ситуации при построении узлов и устройств на стандартных ИС. Уровни интеграции
2
Лабораторные работы
1.
Исследование элементов с тремя состояниями выхода
2
1,2
2.
Выход с открытым коллектором
2
3.
Выход с открытым эмиттером
2
Практические занятия
1.
Тесты: «Классификация и УГО стандартных ИС»
2
3
Тема 1.3 Функциональные узлы комбинационного типа
Содержание
34
2
1.
Арифметические сумматоры
1,2
2.
Шифраторы, дешифраторы
2
3.
Мультиплексоры
2
4.
Демультиплексоры
2
5.
Компараторы
2
6.
Преобразователи кодов
2
Лабораторные работы (стенд ЦС-01М)
16
1.
Исследование типовых логических элементов
2
1,2
2.
Исследование шифратора и дешифратора
4
3.
Исследование мультиплексора и демультиплексора
4
4.
Исследование компаратора
2
5.
Исследование многоразрядного комбинационного сумматора
4
Практические занятия
6
1.
Семинар по теме «Функциональные узлы ЭВМ»
2
3
2.
Контрольное тематическое тестирование
2
3.
Коллоквиум по результатам поисковой работы
2
Тема 1.4 Цифровые устройства последовательностного типа
Содержание
6
2
1.
Триггеры RS, D, T, JK типов
1,2
2.
Разновидности триггеров RS, D, T, JK типов
2
Лабораторные работы (стенд ЦС-01М)
1.
Изучение принципа работы триггеров RS, D, T, JK типов
2
1,2
Практические занятия - не предусмотрены
-
Тема 1.5 Цифровые счетчики
Содержание
12
2
1.
Счетчики с последовательным и ускоренным переносом.
1,2
2.
Суммирующие, вычитающие и реверсивные счетчики
2
3.
Принципы построения счетчиков с переменным коэффициентом деления.
2
Лабораторные работы
1.
Исследование счетчика импульсов (стенд ЦС-01М)
2
1,2
2.
Моделирование счетчиков в среде конструктора электронных элементов (MatLab / WorkBench / Altera MAX+PlusII™ / Моделирующий пакет ASIMEC)
2
Практические занятия
1.
Компьютерное тестирование
2
3
Тема 1.6 Регистры и буферные элементы
Содержание
14
2
1.
Регистры, назначение и классификация. Принципы построения регистров памяти и универсальных сдвигающих регистров.
1,2
2.
Устройства на основе регистров. Регистровые запоминающие устройства.
2
Лабораторные работы
6
1.
Исследование работы регистров последовательного и параллельного действия
(стенд ЦС-01М)
2
1,2
2.
Исследование работы буферных элементов (стенд ЦС-01М)
2
3.
Моделирование устройств на основе сдвигающих регистров в среде конструктора электронных элементов (MatLab / WorkBench / Altera MAX+PlusII™ / Моделирующий пакет ASIMEC)
2
Практические занятия
4
1.
Исследование принципа сдвига в операциях умножения
2
1,2
2.
Тематическое тестирование
2
Тема 1.7 Элементы памяти микропроцессорных устройств и ЭВМ
Содержание
18
2
1.
Микропроцессор: основные понятия, назначение, характеристики, классификация, структура
1,2
2.
Классификация запоминающих устройств. Оперативные ЗУ. ОЗУ типа 2D, 3D, 2DM.
2
3.
Постоянные запоминающие устройства
2
4.
Перепрограммируемые ЗУ.
2
5.
Flash-память
2
Лабораторные работы
6
1.
Исследование режимов работы ОЗУ статического типа. Наращивание емкости модуля памяти (стенд ЦС-01М)
2
1,2
2.
Моделирование многокаскадных цифровых устройств в среде конструктора электронных элементов (MatLab / WorkBench)
4
Практические занятия
1
Тематическое тестирование
2
3
Тема 1.8 Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи
Содержание
8
2
1.
Классификация АЦП, основные параметры.
1,2
2.
АЦП последовательного, параллельного и последовательно-параллельного типов
2
Лабораторные работы
4
1.
Моделирование АЦП
2
1,2
2.
Моделирование ЦАП
2
Практические занятия - не предусмотрены
-
Тема 1.9 Программируемые логические интегральные схемы и программируемая матричная логика
Содержание
30
2
1.
ПЛИС: основные понятия, назначение, структура
1,2
2.
Программируемая логическая матрица (ПЛМ)
2
1,2
3.
Программируемая матричная логика (ПМЛ)
2
4.
Функциональные разновидности ПЛМ и ПМЛ
2
5.
Зачетное занятие
2
Лабораторные работы
6
1.
Подготовка задачи к решению с помощью ПЛМ
2
1,2
2.
Программирование ПЛМ
2
3.
Подготовка к решению задачи с помощью ПМЛ
2
Практические занятия
14
1.
Структура технической документации на разработку цифрового устройства
2
1,2
1,2
2
Работа с техническим заданием
2
3.
Методы оценки надежности и качества цифрового устройства с целью обеспечения помехоустойчивости и тепловых режимов, защиты от механических воздействий и агрессивной среды
2
4.
Методы изготовления печатных плат
2
5.
Разработка простейшего устройства последовательного типа на печатной плате, в т.ч. ТЗ на него, технической документации на эксплуатацию (сопроводительные документы)
6
Самостоятельная работа при изучении раздела 1 ПМ 01.
100
Тема
Тематика внеаудиторной работы
Кол-во часов
Тема 1.1
Работа реферативного характера относительно эволюции интегральных микросхем
8
Тема 1.2
Работа реферативного характера: «Примеры схемотехнических решений на микросхемах разных уровней интеграции»
10
Т
ема 1.3
Подготовка к контрольному тестированию «Функциональные узлы комбинационного типа»
8
Поисковая работа в Инете: примеры современных устройств на микросхемах комбинационного типа
10
Тема 1.4
Моделирующий пакет ASIMEC: назначение, структура и основные функции
6
Классификация триггерных устройств. Отличие триггеров со статическим и динамическим тактовым входом.
8
Тема 1.5
Работа реферативного характера «Область применения цифровых счетчиков различного типа»
10
Тема 1.6
Поисковая работа реферативного характера «Практическое применение устройств на основе сдвигающих регистров»
10
Тема 1.7
Области применения регистров памяти и сдвига. Классификация запоминающих устройств.
8
Тема 1.8
Измерение интервальной погрешности разряда при аналого-цифровом преобразовании сигнала
10
Тема 1.9
Обзор архитектур программируемых логических интегральных схем
12
3
Примерная тематика домашних заданий
Решение индивидуальных заданий по системам счисления, в т.ч.:
-
перевод целых и дробных чисел с фиксированной и плавающей запятой из одной системы счисления в другую;
-
арифметические действия в разных системах счисления над целыми и дробными числами с фиксированной и плавающей запятой;
прямой, обратный, дополнительный коды. Действия над числами с одинаковыми и разными знаками. Правила переполнения;
Работа над индивидуальным заданием:
-
минимизация булевой функции методом СДНФ (СКНФ);
-
минимизация булевой функции методом карт Карно;
Работа над индивидуальным заданием:
-
Анализ и синтез комбинационных средств;
Проработка учебного материала по темам
Разработка тематических презентаций, кроссвордов
Подготовка к семинарам, тестам
МДК 01. 02.
480
Раздел 2. Проектирование цифровых устройств
Тема 2.1 Основные этапы проектирования цифровых устройств. Факторы, влияющие на работоспособность цифрового устройства
Содержание
4
2
1
Стадии проектирования, этапы проектирования. Структура этапов разработки цифрового устройства
2
2
Факторы, влияющие на работоспособность цифрового устройства: классификация факторов, климатические, механические и радиационные факторы
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия- не предусмотрены
Тема 2.2 Документация и нормативы на конструирование, ремонт и эксплуатацию цифрового устройства (ЭВМ)
Содержание
18
1.
Конструкторская документация: общие положения ЕСКД; классификация и виды конструкторских документов; общие требования к выполнению конструкторских документов; требования к текстовым документам (к построению, изложению и оформлению)
2
2
2.
Общие требования к выполнению конструкторских документов
2
3.
Общие требования к текстовым документам ( к построению, изложению и оформлению)
2
4.
Технические условия (ТУ): требования к построению и изложению; Разделы ТУ
2
5.
Схемная документация: Виды схем. Типы схем.
2
2
6.
Условные графические обозначения элементов (УГО). Правила выполнения электрических схем
2
7.
Эксплуатационная и ремонтная документация
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия
4
1.
Ознакомление с комплектом конструкторской документации
2
2
2.
Оформление схемной документации
2
Тема 2.3 Структурные уровни конструкций
Содержание
4
2
1.
Пять уровней в конструкции ЭВМ. Характеристики каждого из уровней конструкции
2
2.
Конструктивная иерархия ЭВМ
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия- не предусмотрены
Тема 2.4 Конструирование электронной аппаратуры на основе поверхностного монтажа компонентов
Содержание
22
1.
Перспективы развития. Область использования
2
2
2.
Принципы конструирования: Моносхемный принцип; Схемно-узловой принцип; Каскадно-узловой принцип.
2
3.
Функционально-узловой принцип; Модульный принцип
2
4.
Влияние условий эксплуатации: Классификация ЭВМ; Стационарные ЭВМ; Транспортируемые ЭВМ: морские, бортовые; Портативные ЭВМ.
2
5.
Требования, предъявляемые к конструкции цифровых устройств: Тактико-технические требования; Конструкторско-технологические требования; Эксплуатационные требования;
2
6.
Требования по надежности; Экономические требования.
2
7.
Виды и типы навесных элементов
2
8.
Интегральные микросхемы: Классификация ИС; Система обозначений ИС
2
9.
Корпуса ИС; Важнейшие характеристики ИС
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия
4
1.
Методы расчета надежности цифрового устройства как целостной системы
2
2,3
2.
Методы статистического прогнозирования цены и качества цифрового устройства
2
Тема 2.5 Конструкции узлов на печатной плате
Содержание
6
2
1.
Основные виды современных печатных плат и их особенности
2
2.
Элементы расчета электрических параметров печатных схем
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия
1.
Расчет электрических параметров печатных схем.
2
2,3
Тема 2.6 Проектирование плат печатного монтажа. Конструирование типовых элементов замены
Содержание
20
1.
Выбор серии логических и микропроцессорных ИС
2
2
2.
Размещение микросхем на печатных платах
2
3.
Основные правила конструирования
2
4.
Размеры печатных плат. Конструкции ячеек
2
Лабораторные работы
12
1.
Компоновка элементов на печатной плате
4
2,3
2.
Проектирование плат печатного монтажа
4
3.
Конструирование типовых элементов замены.
4
Практические занятия - не предусмотрены
Тема 2.7 Обеспечение помехоустойчивости
Содержание
14
1.
Причины возникновения помех.
2
2
2.
Обеспечение помехоустойчивости
2
3.
Связи между элементами в ЭВМ и системах.
2
4.
Наводки по цепям питания и методы их уменьшения
2
5.
Применение экранов
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия
4
1.
Обеспечение помехоустойчивости в конструкции узлов на печатной плате
2,3
Тема 2.8 Тепловые режимы в конструкциях цифровых устройств
Содержание
8
1.
Способы охлаждения: Использование жидкостных систем охлаждения
2
2
2.
Использование испарительных систем охлаждения; Применение тепловых труб
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия
4
1
Обеспечение теплового режима в конструкции узлов на печатной плате.
2,3
Тема 2.9 Автоматизация проектирования цифровых устройств
Содержание
134
2
1.
Общие сведения о САПР. Требования, предъявляемые к САПР. Классификация САПР. Структура САПР
2
2
2.
Виды обеспечения САПР. Этапы разработки современных САПР. Обзор существующих пакетов прикладных программ. Применение основных пакетов прикладных программ
2
Лабораторные работы
130
1.
Разработка схем цифровой схемотехники
2,3
2.
Способы запуска и установки начальных параметров редактора Сadence OrCAD, P-CAD 2006,
alt="Рабочая программа профессионального модуля ПМ01 Проектирование цифровых устройств"IUM DESIGNER для ознакомления с ниспадающим и экранным меню, панелями инструментов, а также создания чертежа схемы
3.
Построение чертежа с помощью P-CAD 2006, alt="Рабочая программа профессионального модуля ПМ01 Проектирование цифровых устройств"IUM DESIGNER. Сохранение созданного чертежа в графическом файле (Altera MAX+PlusII™)
4.
Выделение информации из системы. Передача информации в систему P-CAD 2006, alt="Рабочая программа профессионального модуля ПМ01 Проектирование цифровых устройств"IUM DESIGNER (Altera MAX+PlusII™)
5.
Распечатка разработанной электрической принципиальной схемы с помощью пакета P-CAD 2006, alt="Рабочая программа профессионального модуля ПМ01 Проектирование цифровых устройств"IUM DESIGNER (Altera MAX+PlusII™)
6.
Создание библиотеки описаний элементов
7.
Формирование деталировочного чертежа
8.
Формирование сборочного чертежа
9.
Трассировка
10.
Печать, вывод документации
Практические занятия - не предусмотрены
Тема 2.10 Проектирование на заданную надежность
Содержание
22
1.
Общие сведения, основные понятия, показатели и свойства надежности. Законы распределения отказов.
2
2
2.
Предварительный расчет надежности
2
3.
Расчет надежности на этапе технического проектирования.
2
4.
Определение факторов надежности при проектировании
2
5.
Надежность технологического процесса и условия эксплуатации
2
6.
Методы повышения надежности с учетом этапов проектирования. Методы резервирования. Методы оценки и показатели качества.
2
Лабораторные работы
10
2
1.
Расчет показателей надежности
2,3
2.
Расчет надежности конструкции цифровых устройств
2
3.
Расчет надежности на этапе технического проектирования
2
4.
Расчет надежности конструкции цифровых устройств с общим резервированием
2
5.
Расчет надежности конструкции цифровых устройств с поэлементным резервированием
2
Практические занятия - не предусмотрены
Тема 2.11 Основы технологических процессов производства цифровых устройств
Содержание
20
1.
Общие понятия о технологических процессах. Элементы технологических процессов.
2
2
2
2.
Виды технологических процессов. Технологическое оборудование и оснастка.
2
3.
Технологическая документация: Виды и формы технологических документов
2
4.
Методика оформления технологических документов
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия
12
4
1.
Оформление маршрутных карт
2,3
2.
Разработка технологических процессов изготовления печатных плат цифровых устройств
4
3.
Разработка технологических процессов сборки и монтажа цифровых устройств
4
Тема 2.12 Испытания и контроль цифровых устройств
Содержание
18
1.
Виды испытаний цифровых устройств
2
2,3
2,3
2.
Виды контроля цифровых устройств
2
3.
Структурная схема автоматизированной системы измерения.
2
4.
Испытания цифровых устройств
2
5.
Зачетное занятие
2
Лабораторные работы - не предусмотрены
Практические занятия
8
4
1.
Разработка технологического процесса испытаний цифровых устройств
2,3
2.
Разработка технологического процесса контроля цифровых устройств
4
Самостоятельная работа при изучении раздела 2 ПМ.01
160
Тема
Тематика внеаудиторной работы
Кол-во часов
Тема 2.1
Выполнение рефератов по теме: «Конструирование цифровых устройств».
8
Тема 2.2
Выполнение рефератов по теме: «Методы повышения надежности».
8
Тема 2.3
«Синтез комбинационных схем в базисах И-НЕ (ИЛИ-НЕ)» в соответствии с индивидуальным заданием
12
Тема 2.4
Подготовка к выполнению лабораторно-практических работ.
12
Тема 2.5
Оформление конструкторской документации в соответствии с индивидуальным заданием.
10
Тема 2.6
Выполнение расчетов надежности в соответствии с индивидуальным заданием.
14
Тема 2.7
Выбор оптимального решения при проектировании устройств на заданную надежность
15
Тема 2.8
Решение ситуационных производственных задач
15
Тема 2.9
Оформление технологической документации технологического процесса
15
Тема 2.10
Разработка комплекса мероприятий по повышению эффективности производственных процессов
14
Тема 2.11
Анализ и разработка предложений по заданной производственной ситуации
12
Тема 2.12
Работа со справочниками
Работа с нормативными документами
10
15
Примерная тематика домашних заданий
-
Оформление схемной документации по индивидуальному заданию;
-
Проработка лекционного материала по указанной литературе;
-
Расчет надежности цифрового устройства по индивидуальному заданию;
-
Статистическое прогнозирование цены и качества цифрового устройства по индивидуальному заданию;
-
Расчет электрических параметров печатных схем по индивидуальному заданию;
-
Компоновка элементов на печатной плате по индивидуальному заданию;
-
Разработка технологического процесса изготовления печатной платы цифрового устройства (вариант задания);
-
Разработка технологических процессов сборки и монтажа цифрового устройства (вариант задания);
-
Разработка технологического процесса испытаний цифрового устройства (вариант задания);
-
Разработка технологического процесса контроля цифрового устройства (вариант задания);
3
Тематика курсовых проектов
-
Разработать активный RC-фильтр на базе операционных усилителей для использования в качестве селективного RC- усилителя в области верхних частот и рассчитать его принципиальную схему (по вариантам);
-
Разработка дешифраторов, мультиплексоров и демультиплексоров.
-
Разработка компараторов, схем контроля с использованием кодов.
-
Разработка сумматоров («Накапливающий сумматор»), АЛУ, множительно-суммирующих блоков.
-
Разработка регистров.
-
Разработка счетчиков с двоичным и недвоичным кодированием.
-
Разработка запоминающих устройств.
-
Разработка микропроцессорных устройств.
-
«Проектирование АЦП с двойным интегрированием»
-
«Преобразователь кодов»
-
«Проектирование цифрового устройства для включения любых устройств»
-
«Проектирование цифрового устройства для отпугивания грызунов и насекомых»
-
«Проектирование цифрового устройства сравнения напряжения на популярных компараторах»
-
«Проектирование цифрового устройства для автоматизированного полива цветов»
-
«Проектирование таймера на ПЛИС»
Обязательная аудиторная учебная нагрузка по курсовому проекту
-
Вводное занятие
-
Введение
-
Анализ технического задания
-
Выбор и описание электрической структурной схемы устройства
-
Выбор и описание электрической функциональной схемы устройства
-
Выбор элементной базы
-
Реализация электрической принципиальной схемы устройства
-
Разработка электрической принципиальной схемы устройства
-
Расчет временных параметров
-
Расчет электрических параметров
-
Обоснование применяемого программного обеспечения
-
Описание компьютерных программ на ассемблере
-
Оформление графической части проекта
-
Оформление приложений к проекту
-
Оформление текстовой части проекта
30
Производственная практика: итоговая по модулю, концентрированная
Проектирование цифровых устройств.
Вид работы
Кол-во часов
Ознакомление со структурой предприятия
36
-
Описание основных подразделений предприятия
6
-
Иерархия структуры подразделений предприятия, краткая характеристика основных подразделений предприятия, характеристика подразделений предприятия, связанных с изготовлением цифровых устройств
6
-
Составление структуры цифровых устройств, входящих в состав компьютерных систем предприятия
6
-
Составление общих характеристик цифровых устройств, входящих в состав компьютерных систем предприятия
6
-
Составление структуры цифровых устройств, входящих в состав компьютерных комплексов предприятия
6
-
Составление общих характеристик цифровых устройств, входящих в состав компьютерных комплексов предприятия
6
Составление перечня элементов с указанием основных параметров и характеристик
36
-
Составление перечня элементов цифровых устройств, входящих в состав компьютерных систем предприятия с указанием основных параметров и характеристик.
18
-
Составление перечня элементов цифровых устройств, входящих в состав компьютерных комплексов предприятия с указанием основных параметров и характеристик.
18
Участие в проектировании цифровых устройств
36
-
Составление перечня проектируемых цифровых устройств с указанием цели проектирования, основных функций каждого проектируемого цифрового устройства, технико-экономических требований и разновидности проектирования (аппаратное исполнение устройства на отдельных микросхемах, на ПЛИС, с программированием микроконтроллеров, смешанное)
18
-
Участие в разработке структурной схемы цифрового устройства (устройств) с указанием видов работ
6
-
Участие в разработке функциональной схемы цифрового устройства (устройств) с указанием видов работ
6
-
Участие в разработке принципиальной схемы цифрового устройства (устройств) с указанием видов работ
6
Выполнение проектных процедур конструкторско-технологического проектирования
36
-
Составление перечня конструкторско-технологической документации при выполнении проектных процедур конструкторско-технологического проектирования.
6
-
Описание структуры, содержания и требований к оформлению каждой структурной единицы комплекта конструкторско-технологической документации согласно ГОСТам с указанием соответствующего ГОСТа
30
Работа с пакетами прикладных программ по автоматизированному проектированию
цифровых устройств
36
-
Составление перечня пакетов прикладных программ по автоматизированному проектированию цифровых устройств, используемых на данном предприятии
6
-
Описание назначения, интерфейса, инструментов и функций каждого пакета на конкретных примерах
30
Ведение технической документации, оформление и подписание отчета
36
-
Составление перечня технической документации с описанием структуры и содержания каждой единицы комплекта технической документации со ссылками на соответствующие ГОСТы
12
-
Оформление отчета
18
-
Подписание отчета и дневника производственной практики
6
216
4. условия реализации программы ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
4.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы модуля предполагает наличие учебного кабинета проектирования цифровых устройств; лабораторий цифровой схемотехники и информационных технологий.
Оборудование учебного кабинета и рабочих мест кабинета:
- компьютерный стол, интерактивная доска (или проектор) для преподавателя;
- компьютерные столы для обучающихся;
- комплект деталей, инструментов, приспособлений;
- комплект бланков технологической документации;
- комплект учебно-методической документации.
Технические средства обучения:
- оборудование электропитания;
- серверное оборудование;
- коммутируемое оборудование;
- мультимедийное оборудование;
- источники бесперебойного питания;
- интерактивная доска;
- принтер лазерный;
- сканер;
- аудиосистема;
- внешние накопители информации;
- мобильные устройства для хранения информации;
- локальная сеть;
- подключение к глобальной сети Интернет.
Оборудование лаборатории и рабочих мест лаборатории:
- программа P-CAD;
- программа OrCAD;
- программа САПР Quartus II
- программа Altium Designer;
- программа Altera MAX+PlusII™
- моделирующий пакет ASIMEC
- носители информации;
- комплект плакатов;
- комплект учебно-методической документации.
Реализация программы модуля предполагает обязательную производственную практику.
Оборудование и технологическое оснащение рабочих мест:
- электронные учебники;
- электронные плакаты;
- электронные модели;
- электронные видеоматериалы.
4.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
Основные источники:
-
Новиков Ю. В., Скоробогатов П. К., Основы микропроцессорной техники: Курс лекций: Учебное пособие. - 3-е изд., испр., БИНОМ, ТОРГОВЫЙ ДОМ, 2009 г.
-
Мелехин В.Ф., Павловский Е.Г. Вычислительные машины, системы и сети: учебник. - М.: Академия, 2008.
-
Попов И.И., Партыка Т.Л. Вычислительная техника: учебное пособие. - М., 2007.
-
Б. В. Костров, В. Н. Ручкин, Архитектура микропроцессорных систем, Диалог-МИФИ, 2007 г., 304 стр.
-
Угрюмов Е. П., Цифровая схемотехника. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2008. - 528 с
Дополнительные источники:
-
Клочков Г.Л., Цифровые устройства и микропроцессоры: Учебник. - Воронеж:
ВИРЭ, 2008. - 320с., ил.
-
Максфилд К., Проектирование на ПЛИС. Курс молодого бойца: Учебное пособие. - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2008. - 408 с: илл. (Серия «Про-граммируемые системы»
-
Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы.- М., 2008.
-
Бунтов В.Д., Макаров С.Б., Цифровые и микропроцессорные радиотехнические устройства: Учебн. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. 399с.
-
К.Фрике, Вводный курс цифровой электроники, Москва: Техносфера, 2008. - 432с
-
Интернет-ресурсы, учебно-методические пособия. Видеоуроки
Журналы:
Сервисный центр.
IT технологии.
Компьютерные сети.
4.3. Общие требования к организации образовательного процесса
Обязательной аудиторной нагрузки - 36 академических часов в неделю. При проведении лабораторных занятий группы разбиваются на подгруппы.
Производственная практика проводится в организациях и профильных предприятиях, по результатам которой обучающиеся предоставляют отчет, производственную характеристику. Аттестация по итогам производственной практики проводится с учетом результатов, подтвержденных документами соответствующих организаций. Предусмотрены консультации для обучающихся в количестве 20 часов (групповые, индивидуальные).
Дисциплины и модули, предшествующие освоению данного модуля:
-
Иностранный язык;
-
Инженерная графика;
-
Основы электротехники;
-
Прикладная электроника;
-
Электротехнические измерения;
-
Информационные технологии;
-
Метрология, стандартизация, сертификация;
-
Операционные системы и среды;
-
Дискретная математика
-
Основы алгоритмизации и программирования;
-
Безопасность жизнедеятельности.
4.4. Кадровое обеспечение образовательного процесса
Требования к квалификации педагогических кадров, обеспечивающих обучение по междисциплинарному курсу (курсам) и руководство практикой: наличие высшего инженерного или высшего педагогического образования, соответствующего профилю.
Инженерно-педагогический состав: дипломированные специалисты - преподаватели междисциплинарных курсов.
Мастера: наличие высшего профессионального образования, соответствующего профилю преподаваемого модуля, с обязательным прохождением стажировок не реже одного раза в 3 года, опыт деятельности в организациях, соответствующей профессиональной сферы, является обязательным. К педагогической деятельности могут привлекаться ведущие специалисты профильных организаций.
5. Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины профессионального модуля
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, а также при выполнении обучающимися индивидуальных заданий.
Результаты
(освоенные профессиональные компетенции)
Основные показатели оценки результата
Формы и методы контроля и оценки
ПК1.1 Разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции
- выполнение этапов разработки цифровых устройств в соответствие требованиям стандартов;
- правильное использование современной элементной базы при проектировании схем цифровых устройств;
- применение современных технологий для проверки работоспособности цифровых устройств;
- правильное выполнение анализа и синтеза комбинационных схем, минимизации логических выражений;
- правильная реализация логических схем на основе интегральных микросхем;
- правильное исследование работы ИМС узлов и устройств на лабораторных стендах путём подачи входных воздействий, наблюдения и анализа выходных реакций;
- правильное проведение испытаний схем на работоспособность;
- правильное выполнение расчетов временных и электрических параметров логических схем;
- правильное применение логических основ для построения схем цифровой техники;
- правильное оформление схем по стандартам.
-практическая работа, тестирование;
-выполнение индивидуального задания;
- зачеты по лабораторно-практическим работам;
- семинары;
- защита рефератов;
- выполнение типовых заданий;
- тесты;
- экзамен;
- защита и презентация курсовых работ;
- защита и презентация отчетов по практике;
- наблюдение комиссии, в состав которой входят преподаватели и представители
работодателей.
ПК1.2. Выполнять требования технического задания на проектирование цифровых устройств
-соблюдение требований стандартов по разработке и выполнению технического задания на проектирование цифровых уст-ройств;
-правильное применение стандартов при проектировании узлов и устройств цифровой техники;
-правильное выполнение трассировки печатных плат;
-правильная разработка чертежей печатных плат;
-правильное применение стадартов, необходимых для обеспечения комплектности конструкторской документации;
-правильная реализация требований, обеспечивающих нормальные режимы работы цифровой техники
-презентация отчетов по практике;
- зачеты по лабораторно-практическим работам;
- семинары;
- защита рефератов;
- выполнение типовых заданий;
- тесты;
- защита и презентация творческих работ;
- наблюдение комиссии, в состав которой входят преподаватели и представители
работодателей
ПК1.3. Использовать средства и методы автоматизированного проектирования при разработке цифровых устройств
-успешное применение пакетов прикладных программ (ППП) и специализированных пакетов САПР при проектировании цифровых устройств и моделирования параметров и режимов работы цифровых устройств;
-правильное использование ППП для разработки чертежей одно- и двухсторонних печатных плат, сборочных чертежей и технологической документации;
-презентация отчетов по практике;
- зачеты по лабораторно- практическим работам;
- выполнение типовых заданий;
- тесты;
- наблюдение комиссии, в состав которой входят преподаватели и представители
работодателей
ПК1.4 Определять показатели надежности и качества проектируемых цифровых устройств
- правильное выполнение оценки качества цифровых устройств на основе показателей;
- правильное выполнение требований по надежности цифровых устройств;
- правильное выполнение расчетов показателей надежности с учетом этапов проектирования;
-правильное оценивание качества компьютерной техники с помощью соответствующих методик;
-презентация отчетов по практике;
- зачеты по лабораторно- практическим работам;
- выполнение типовых заданий;
- тесты;
- наблюдение комиссии, в состав которой входят преподаватели и представители
работодателей
ПК1.5. Выполнять требования нормативно - технической документации
-умение работать со стандартами, техническими условиями, регламентами, эксплуатационной и ремонтной документацией;
-правильное оформление схемной документации в соответствии с требованиями стандартов;
- полноценное знание разновидностей нормативно-технической документации и особенностей её применения в профессиональной деятельности
-презентация отчетов по практике;
- зачеты по лабораторно- практическим работам;
- выполнение типовых заданий;
- тесты;
- наблюдение комиссии, в состав которой входят преподаватели и представители
работодателей
Комплексный экза-мен по модулю
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения должны позволять проверять у обучающихся не только сформированность профессиональных компетенций, но и развитие общих компетенций и обеспечивающих их умений.
Результаты
(освоенные общие компетенции)
Основные показатели оценки результата
Формы и методы контроля и оценки
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;
- демонстрация интереса к будущей профессии;
- умение приводить примеры, подтверждающие значимость выбранной профессии.
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях, при выполнении работ на производственной практике
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
- выбор типовых методов и способов выполнения профессиональных задач по проектированию цифровых устройств;
- качественное и эффективное выполнение профессиональных задач.
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях, при выполнении работ на производственной практике
ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность;
- решение стандартных и нестандартных профессиональных задач при проектировании цифровых устройств;
-ответственное принятие решений в стандартных и нестандартных ситуациях при проектировании цифровых устройств.
-Характеристики студентов в период прохождения производственной практики;
- Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;
- проектирование эффективного поиска необходимой информации;
- нахождение различных источников, включая электронные
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях, в ходе компьютерного тестирования и проведения электронных презентаций при выполнении работ домашних заданий.
ОК 5. Использовать информационно-коммуника-ционные технологии в профессиональной деятельности;
применение различных источников информации, включая электронные и компьютерные системы
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях, в ходе компьютерного тестирования и проведения электронных презентаций при выполнении работ домашних заданий.
ОК 6. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий;
-рациональное планирование и организация деятельности по формированию коммуникабельности при взаимодействии с другими студентами, преподавателями и мастерами в ходе обучения
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях при работе в малых группах, при выполнении работ по производственной практике.
ОК 7. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями;
Формирование навыков по самоанализу и коррекции результатов собственной работы
Экспериментальное наблюдение и оценка динамики достижений студента в учебной и общественной деятельности.
ОК 8. Самостоятельно оп-ределять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации;
-демонстрация способности самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, самообразования, осознанного планирования повышения квалификации
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях, в ходе компьютерного тестирования и проведения электронных презентаций при выполнении работ домашних заданий.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий профессиональной деятельности;
-отслеживание изменений в области профессиональной деятельности;
- внесение изменений в свою деятельность в соответствии с произошедшими изменениями
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях, в ходе компьютерного тестирования и проведения электронных презентаций при выполнении работ домашних заданий.
ОК 10 Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)
- умение обосновать необходимость исполнения воинской обязанности;
- умение приводить примеры возможного использования полученных
профессиональных знаний в процессе прохождения воинской службы
Экспертное наблюдение и оценка деятельности обучающегося в процессе освоения обязательной программы на практических занятиях, в ходе компьютерного тестирования и проведения электронных презентаций при выполнении работ домашних заданий.
9