VLSI System Design
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| BE2M34NSV | Z,ZK | 6 | 2P+2L | anglicky |
- Vztahy:
- Podmínkou zápisu na předmět BE2M34NSV je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM
- Garant předmětu:
- Pavel Hazdra
- Přednášející:
- Pavel Hazdra
- Cvičící:
- Pavel Hazdra
- Předmět zajišťuje:
- katedra mikroelektroniky
- Anotace:
-
Předmět seznamuje studenta se základy návrhu, syntézy a verifikace systémů velmi vysoké integrace a systémů na čipu. Student se seznámí se základními stavebními prvky, architekturou a návrhovými postupy využívanými při realizaci komplexních integrovaných systémů, způsoby jejich popisu a postupem jejich syntézy. Naučí se verifikační strategii, navrhovat a analyzovat testy. Cvičení jsou pak zaměřena na praktický návrh, syntézu a verifikaci rekonfigurovatelného systému na čipu v jazyku popisujícím hardware (VHDL, Verilog).
- Požadavky:
-
Návrh, vypracování a prezentace semestrálního projektu, absolvování zkoušky.
- Osnova přednášek:
-
1. Integrované systémy VLSI: postup návrhu a syntézy, jeho domény, úrovně a reprezentace.
2. Popis funkce systému. Jazyky popisující hardware využívající behaviorální popis.
3. Struktura kódu, sémantika a syntaxe.
4. Způsoby přiřazení pro popis funkce hardwaru, paralelní a sekvenční domény a způsoby jejich interpretace.
5. Hierarchie, tvorba parametrizovaných modelů a knihoven. Popis systémů v jazyky Verilog, SystemVerilog a SystemC.
6. Hardwarové platformy, cílové architektury, programovatelné a rekonfigurovatelné systémy.
7. Návrh systémů na čipu, recyklace návrhu, využití IP jader.
8. Behaviorální syntéza: RTL model, algoritmy a postupy. Logická syntéza: metody a omezení. Syntéza topologie. Řízení procesu syntézy systému.
9. Modely integrovaných systémů a struktur, standardy.
10. Testování a spolehlivost. Modely poruch a metody lokalizace.
11. Verifikační plány a strategie.
12. Nástroje pro verifikaci: simulátory a modely.
13. Návrh a analýza testů: stimuly, odezvy a testbenche (tvorba a architektura).
14. Projektování návrhu VLSI systémů, minimalizace rizik, výrobní dokumentace a podklady.
- Osnova cvičení:
-
1. Návrhový systém ISE: seznámení s návrhem integrovaného systému - zadání, syntéza, implementace.
2. Návrhový systém ISE: popis modelu integrovaného systému v jazyce VHDL. Implementace navrženého systému v FPGA.
3. VHDL - využití paralelní domény pro popis kombinačních (budiče, kodéry a dekodéry, multiplexery) funkcí.
4. VHDL - využití sekvenční domény pro popis kombinačních a sekvenčních (klopné obvody, čítače) funkcí.
5. Návrhový systém ISE: funkční, logická a časová analýza. VHDL - hierarchický návrh a tvorba modelů pro verifikaci (testbench).
6. VHDL - popis stavových automatů a návrh komplexních sekvenčních systémů.
7. Návrh modelu číslicového systému v jazyce Verilog.
8. Knihovny IP jader, návrh systémů s využitím knihoven (generátorů) IP jader, užití bloků specifických určité architektuře (paměti, DCM).
9. Zadání semestrálního projektu - návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
10. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
11. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
12. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
13. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
14. Prezentace semestrálních projektů, zápočet.
- Cíle studia:
-
Předmět seznamuje studenta se základy návrhu, syntézy a verifikace systémů velmi vysoké integrace a systémů na čipu.
- Studijní materiály:
-
[1] Wayne Wolf : „Modern VLSI Design: System-on-Chip Design“, Prentice-Hall, 2002
[2] Samiha Mourad, Yervant Zorian: „Principles of Testing Electronic Systems“, John Wiley, 20002
[3] Bruce Wile, John C. Goss, Wolfgang Roesner: „Comprehensive Functional Verification“, Elsevier, 2005
[4] P. J. Ashenden, The Designer's Guide to VHDL, Morgan Kaufmann, 2008
[5] P. Chu, RTL Hardware Design Using VHDL: Coding for Efficiency, Portability, and Scalability, Wiley, 2006
[6] P.K.Lala, Principles of Modern Digital Design, Wiley, 2006
- Poznámka:
- Další informace:
- https://moodle.fel.cvut.cz/enrol/index.php?id=2398
- Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:
-
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 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Electronics and Communications - Electronics (povinný předmět programu)
- Electronics and Communications - Photonics (povinně volitelný předmět)
- Electronics and Communications - Technology of the Internet of Things (povinně volitelný předmět)
- Electronics and Communications - Radio Systems (povinně volitelný předmět)