Detail předmětu

Pokročilé číslicové systémy

FIT-PCSAk. rok: 2018/2019

Tento předmět je zaměřen na výuku pokročilých technik pro návrh číslicových obvodů. Nejprve je uveden stručný přehled základních přístupů pro modelování a simulaci obvodů s využitím jazyka VHDL a shrnuty základní vlastnosti cílových technologií jako jsou ASIC a FPGA. Následně jsou popsány pokročilé techniky minimalizace a syntézy číslicových obvodů (pipelining, retiming), které jsou doplněny o aplikaci omezujících podmínek. Hlavní část kurzu je zaměřena na objasnění moderních přístupů k syntéze číslicových systémů. Jsou popsány využívané metody a modely, na kterých jsou následně představeny postupy pro optimalizace na logické úrovni a z pohledu cílové technologie. Představeny jsou také postupy umožňující synergii syntézy a verifikace číslicových obvodů. Uvedená problematika je doplněna o další důležitá témata z této oblasti, jako je např. syntéza obvodů s ohledem na spotřebu a verifikace číslicových obvodů s využitím metodologie OVM.

Výsledky učení předmětu

Studenti jsou schopni navrhnout komplexní číslicový systém optimalizovaný podle různých hledisek s využitím moderních návrhových metod a znají moderní metody pro syntézu a verifikaci takového systému.

Prerekvizity

Základy návrhu číslicových systémů, základy programování.

Doporučená nebo povinná literatura

  • Přednáškové materiály v elektronické formě

  • Gajsky D., Dutt N., Wu A., Lin S.: High-Level Synthesis: Introduction to Chip and System Design, ISBN 079239194-2, 1992
  • Micheli G., High-Level Synthesis from Algorithm to Digital Circuit, ISBN 978-1-4020-8587-1, 2008
  • Rabaey J., Pedram M.: Low Power Design Methodologies, Kluwer, ISBN 0792396308, 1996

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Zápočet není ustanoven.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

    Osnova přednášek:
    • Přehled tradičních technik, algoritmů a nástrojů pro návrh číslicových obvodů.
    • Přehled technologií pro realizaci číslicových obvodů (ASIC, FPGA).
    • Algoritmy pro minimalizaci číslicových obvodů.
    • Pokročilé techniky syntézy číslicových obvodů (pipelining, retiming)
    • Aplikace omezujících podmínek.
    • Modely a metody pro moderní syntézu číslicových obvodů (AIG, BDD, SAT solvery).
    • Moderní přístupy k syntéze číslicových obvodů (logické optimalizace).
    • Moderní přístupy k syntéze číslicových obvodů (optimalizace pro cílovou technologii).
    • Synergie syntézy a verifikace číslicových obvodů.
    • Návrh číslicových obvodů s ohledem na nízkou spotřebu.
    • Rekonfigurovatelné počítání.
    • Verifikace číslicových obvodů (metodologie OVM).

    Osnova počítačových cvičení:
    • Syntéza základních logických obvodů, pipelining, retiming.
    • Aplikace omezujících podmínek.
    • Syntéza základních číslicových obvodů pomocí nástroje ABC.
    • Syntéza pokročilých číslicových obvodů pomocí nástroje ABC.
    • Verifikace číslicových obvodů.

    Osnova ostatní - projekty, práce:
    • Individuální projekt zaměřený na návrh jednoduché komponenty v prostředí CatapultC.

Cíl

Seznámit studenty s pokročilými metodami návrhu komplexních číslicových systémů, s jazyky pro popis hardware, profesionálními vývojovými prostředky, s implementací obvodů na programovatelných logických obvodech a technikami pro optimalizaci návrhu podle různých kritérií.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Půlsemestrální písemná zkouška a vypracování projektu v předepsaném termínu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MBI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MIS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MMM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MGM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MSK , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MPV , 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný