Praktika v návrhu číslicových obvodů

Garant předmětu:

Martin Novotný

Přednášející:

Martin Novotný

Cvičící:

Stanislav Jeřábek, Martin Novotný

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Studenti se naučí prakticky pracovat s moderními návrhovými nástroji způsobem používaným v praxi. Tedy naučí se vytvořit syntetizovatelný popis návrhu ve VHDL a realizovat tento návrh v hradlovém poli.

Požadavky:

Základní znalosti o architektuře počítače a jeho jednotek a o návrhu číslicových systémů.

Osnova přednášek:

1. Pracovní postup návrhu číslicových obvodů.

2. Řízení projektu, metriky a odhady.

3. Základy synchronního návrhu.

4. Technologie realizace číslicových obvodů - FPGA, ASIC.

5. Návrh na úrovni algoritmu, dekompozice do bloků.

6. Jazyk VHDL pro popis číslicových obvodů.

7. Popis obvodu na úrovni RTL - registry, čítače, multiplexery.

8. Popis obvodu na úrovni RTL - realizace aritmetiky.

9. Popis obvodu na úrovni RTL - použití pamětí.

10. Syntéza obvodu z úrovně RTL - constraints.

11. Plán verifikace, modely pro verifikaci.

12. Tvorba testovacího prostředí.

13. Návrh pro snadnou testovatelnost.

Osnova cvičení:

1. Cvičení probíhají v laboratořích. Studenti řeší úlohy z oblasti číslicového návrhu s využitím návrhového systému pro FPGA. Funkčnost navrženého obvodu studenti ověří na přípravku. Součástí cvičení je i samostatné řešení semestrálního projektu. V průběhu semestru studenti navštíví profesionální pracoviště zabývající se návrhem číslicových obvodů.

2. Úvodní cvičení

3. [3] Seznámení s návrhovým systémem, zadání semestrálních prací.

4. [3] Návrh a ověření jednoduššího synchronního obvodu.

5. [5] Samostatné řešení semestrálního projektu.

6. Návštěva pracoviště zabývajícího se návrhem číslicových obvodů.

7. Prezentace výsledků semestrálního projektu.

8. Hodnocení, zápočet.

Cíle studia:

Předmět je určen především pro prakticky orientované studenty bakalářského oboru výpočetní technika, kteří se chtějí seznámit se soudobým postupem návrhu číslicových obvodů. Pozornost je věnována zásadám synchronního návrhu, základům jazyka VHDL a implementačním technologiím FPGA a ASIC. Použití znalostí student prokáže v rámci semestrálního projektu

Studijní materiály:

1. Ashenden P. J. : The designer's guide to VHDL (3rd Edition). Morgan Kaufmann, 2008. ISBN 978-01208878591.

2. Jasinski R. : Eective coding with VHDL: principles and best practice. MIT Press, 2016. ISBN 978-0262034227.

3. Readler B. C. : VHDL by Example: A Concise Introduction for FPGA Design. Full Arc Press, 2014. ISBN978-0983497356.

Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-PNO/

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/BI-PNO/

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2021 (PS)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2021 (VO)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2024 (VO)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2024 (PS)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2024 (volitelný předmět)