Aplikace programovatelných hradlových polí
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
A0B38APH | KZ | 5 | 1P+3L | česky |
- Přednášející:
- Radek Sedláček (gar.)
- Cvičící:
- Radek Sedláček (gar.)
- Předmět zajišťuje:
- katedra měření
- Anotace:
-
Po stručném seznámení s technologií a strukturou programovatelných součástek (především CPLD a FPGA) jsou přednášky orientovány na seznámení se s jazykem VHDL a jeho využitím pro simulaci a syntézu číslicových obvodů. Laboratorní cvičení jsou zaměřena na získání praktických poznatků o možnostech využití CPLD a FPGA, na praktické využití SW prostředků pro návrh a simulaci a na implementaci jednoduchých funkčních bloků. Druhá část cvičení je věnována implementaci rozsáhlejšího projektu, v němž je na čipu FPGA realizováno kompletní zařízení (system on the chip). Je možné zvolit jeden z nabízených projektů nebo realizovat vlastní projekt (a to i skupinový). Pro výuku jsou k dispozci vývojové desky s FPGA DE10-Standard
Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A0B38APH
- Požadavky:
-
Základní znalosti booleovské algebry, základních logických obvodů a programování v jazyce C
- Osnova přednášek:
-
1. Programovatelné součástky, historie a současnost.
2. Úvod do jazyka VHDL, návrhové jednotky.
3. Zápis čísel znaků a řetězců.
4. Základní datové typy a operátory.
5. Základní objekty - konstanty, proměnné, signály.
6. Paralelní a sekvenční doména.
7. Implementace stavových automatů.
8. Standardní knihovny, LPM knihovna a jejich použití.
9. Procedury a funkce.
10. Návrh kombinačních a sekvenčních obvodů.
11. Nástroje a metody pro simulaci.
12. Speciální vnitřní struktury (RAM, PLL, násobičky) a jejich využití.
13. Tvorba uživatelských knihoven.
14. Implementace SoC využívající vestavěný procesor NIOS II .
- Osnova cvičení:
-
1. Úvod do QUARTUS II, úvodní projekt
2. Logické a aritmetické funkce ve VHDL, programování v paralelní doméně.
3. Programování v sekvenční doméně - procesy, klopné obvody a čítače.
4. Navrh simulace pomocí testovacích vektorů a zkušebních testbench v prostředí ModelSim.
5. Stavové automaty - varianty implementace VHDL.
6. Využití interní RAM v projektech.
7. Využití externí RAM v projektech.
8. Návrh SoC založený na NIOS II - příklad I.
9. Návrh SoC založený na NIOS II - příklad II.
10. Práce na implementaci projektu.
11. Práce na implementaci projektu.
12. Práce na implementaci projektu.
13. Práce na implementaci projektu.
14. Závěrečná prezentace projektu, hodnocení, klasifikovaný zápočet.
- Cíle studia:
-
Cílem studia je naučit studenty porozumět obvodům FPGA z hlediska jejich vnitřní struktury. Studenti se naučí programovat FPGA ove VHDL a získají základní znalosti o návrhu tzv. systému na čipu (SoC). Rovněž se seznámí s typickými možnostmi využití obvodů FPGA v praxi.
- Studijní materiály:
-
1. Pedroni, V.A.: Digital Electronics and Design with VHDL. Morgan Kaufmann 2008, ISBN: 978-0123742704
2. Ashenden, P. J.: The Designer's guide to VHDL. Morgan Kaufmann 2008. ISBN: 978-0-12-088785-9.
- Poznámka:
- Další informace:
- https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A0B38APH
- Rozvrh na zimní semestr 2020/2021:
-
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po Út St Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2020/2021:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Kybernetika a robotika - Robotika (volitelný předmět)
- Kybernetika a robotika - Senzory a přístrojová technika (volitelný předmět)
- Kybernetika a robotika - Systémy a řízení (volitelný předmět)
- Elektrotechnika, energetika a management - Aplikovaná elektrotechnika (volitelný předmět)
- Elektrotechnika, energetika a management - Elektrotechnika a management (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Komunikační technika (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Multimediální technika (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Aplikovaná elektronika (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Síťové a informační technologie (volitelný předmět)
- Otevřená informatika - Počítačové systémy (volitelný předmět)
- Otevřená informatika - Informatika a počítačové vědy (volitelný předmět)
- Otevřená informatika - Softwarové systémy (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - před rozřazením do oborů (volitelný předmět)
- Kybernetika a robotika - před rozřazením do oborů (volitelný předmět)
- Elektrotechnika, energetika a management - před rozřazením do oborů (volitelný předmět)
- Otevřená informatika - před rozřazením do oborů (volitelný předmět)
- Manažerská informatika (STM-A7B-přechodné) (volitelný předmět)
- Softwarové inženýrství (STM-A7B-přechodné) (volitelný předmět)
- Inteligentní systémy (STM-A7B-prechodné) (volitelný předmět)
- Web a multimedia (STM-A7B-přechodné) (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Komunikace a elektronika (volitelný předmět)