Architektury číslicových systémů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Typy architektur procesorů, jednočipové a vícečipové systémy. Struktury procesorů pro digitální zpracování signálů v reálném čase. Počítače řízené tokem dat. Neuropočítače. Struktury číslicových systémů odvozené z algoritmu zpracování dat, volba architektury systému. Návrh logických obvodů pro číslicové zpracování signálu a aritmetické operace, návrh procesorové logiky a periferií, techniky pro snížení příkonu. Synchronizace dat a komunikace mezi hodinovými doménami v číslicovém obvodě.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A0M31ACS

Požadavky:

Předmět A2B99DIT

Základní znalosti z oblasti

- implementace logických funkcí

- logických obvodových prvků (logická hradla, registry) a jejich parametrů a struktur

Osnova přednášek:

1.Shrnutí metod návrhu číslicové logiky, zopakování prerekvizit

2.Architektury procesorů, vztah architektury, výkonu a technických parametrů návrhu.

3.Algoritmický aparát neuronových sítí (NN), paralelní hardwarové struktury pro implementaci NN

4.Paměťové obvody, řadiče a implementace, asociativní paměti

5.Vnější paměti, paměťové systémy

6.Síťová rozhraní a technologie, přístupové metody a jejich vlastnosti, arbitrace

7.Volba architektury datové cesty a řadiče, syntéza, dekompozice

8.Úrovně abstrakce, algoritmická a systémová syntéza, SW-HW partitioning

9.Obvody pro aritmetické operace, implementace a reálné parametry

10.Složitější aritmetické operace a jejich implementace

11.Zabezpečení proti chybám a poruchám, komprese, šifrování, řazení

12.Synchronizace asynchronních signálů, mezidoménové přechody, implementace resetu obvodu

13.Návrh číslicové logiky s nízkou spotřebou.

14.Specielní struktury pro snadnou testovatelnost, verifikaci a verifikační metriky

Osnova cvičení:

1. Seminář - orientace v datech popisujících procesory, výběr typu a specifika aplikací

2. Seminář - postup při realizaci projektu aplikujícího mikroprocesorovou techniku

3. Seminář - zadání individuální práce (IP), která přinese hodnocení zvoleného typu procesoru

4. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů

5. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů

6. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů

7. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů

8. Poč. učebna - prezentace IP před stud.skupinou diskuse o jednotlivých typech procesorů

9. Poč. učebna - prezentace IP před stud.skupinou diskuse o jednotlivých typech procesorů

10. Poč. učebna - prezentace IP před stud.skupinou diskuse o jednotlivých typech procesorů

11. Poč. učebna - praktický projekt implementace úlohy DSP v procesoru TMS

12. Poč. učebna - praktický projekt implementace úlohy DSP v procesoru TMS

13. Poč. učebna - praktický projekt implementace úlohy DSP v procesoru TMS

14. Zápočet, zhodnocení projektu

Cíle studia:

Seznámit studenty s moderními technikami návrhu číslicových logických obvodů se zaměřením na návrh systémů pro číslicové zpracování signálů a procesorové logiky s nízkým příkonem (low-power).

Studijní materiály:

1. Šťastný J.: FPGA Prakticky, BEN Praha 2011

2. Stallings, W.: Computer Organization and Architecture: Designing for Performance. New Jersey, A Simon & Schuster Company 1995

3. Madisetti, V. K.: VLSI Digital Signal Processors. Butterworth-Heinemann, 1995

4. Deschambs, J. P.: Synthesis of Arithmetic Circuits. Wiley Interscience, 2006

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: