Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2020/2021

Aplikace programovatelných hradlových polí

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
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
místnost T2:C4-s150
Sedláček R.
08:15–10:45
(přednášková par. 1
paralelka 101)

Dejvice
Laboratoř MS
místnost T2:C4-s150
Sedláček R.
12:45–14:15
LICHÝ TÝDEN

(přednášková par. 1)
Dejvice
Laboratoř MS
Čt

Rozvrh na letní semestr 2020/2021:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 28. 2. 2021
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet12541004.html