Detail předmětu

Digital Integrated Circuits Design

FEKT-BPA-NDIAk. rok: 2020/2021

Pokročilý návrh digitálních systémů v jazyce VHDL. Praktický návrh sekvenčních systémů a stavových automatů. Návrh periferií jako jsou PS2 rozhraní, VGA rozhraní a komunikačních rozhraní I2C, SPI apod. V rámci předmětu budou studenti realizovat projekt v podobě jednoduché hry implementovatelné do obvodu FPGA. Bude kladen velký důraz na metodiku návrhu a návrh jednotlivých bloků. Projekt se bude řešit ve skupinách, který musí být následně obhájen formou prezentace ve zkouškovém období.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu:
- umí navrhnout komplexní kombinační a sekvenční obvody s využitím jazyka VHDL,
- je schopen podle zadaní logického systému definovat vstupní podmínky a blokové zapojení výsledného digitálního systému,
- je schopen navrhnout výsledný digitální obvod z definice popsané v katalogovém listu (komunikační sběrnice SPI, I2C, VGA řadič, PS2 protokol apod.),
- umí implementovat logický systém do programovatelného obvodu,
- je schopen verifikovat a vyhodnotit navržený logický systém.

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl: - znát základní kombinační a sekvenční obvody a ručně je navrhnout - popsat tyto digitální systémy s využitím jazyka VHDL - z VHDL popisu nakreslit koncepční schéma digitálního systému - znát teorii stavových automatů a jejich návrh - znát metodiku synchronního návrhu - umět pracovat s návrhovým systémem Xilinx

Doporučená nebo povinná literatura

Skahill, K., VHDL for Programmable Logic, Addison-Wesley, 1996, ISBN 0-201-89573-0. (EN)
RTL Hardware Design Using VHDL: Coding for Pong P. Chu, Efficiency, Portability, and Scalability, 2006, ISBN 978-0471720928 (EN)
Pong P. Chu, FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx Spartan-3 Version, 2008, ISBN 978-0470185315 (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Obhajoba projektu.
Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

1. VHDL, verifikace a simulace. Práce se slohami.
2. Návrh PS2 rozhraní pro klávesnici a myš.
3. Návrh VGA rozhraní – bloková struktura, časování.
4. Paměti v obvodech FPGA – rozdělení, použití.
5. Pokročilá syntaxe jazyka VHDL – parametrický návrh, využití typu RECORD apod.

Cíl

Předmět navazuje na povinný předmět BDIO z druhého ročníku. Předmět je mnohem komplexnější a studenti získají nové informace z oblasti návrhu digitálních systémů, zejména jak metodicky přistupovat k návrhu složitějšího digitálního systému. Cílem předmětu je naučit studenty pracovat samostatně na dílčím úkolu, vytvoření blokové struktury, následný popis těchto bloků a finální implementací do cílového obvodu.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-ECT , 3. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor