9ο εξάμηνο


Μάθημα: Προχωρημένα Θεματα Ψηφιακής Σχεδίασης



Κωδικός Μαθήματος: Ε23
Επίπεδο Μαθήματος: Προπτυχιακό
Είδος Μαθήματος: Υποχρεωτικό
Εξάμηνο: 9
Κατεύθυνση: Κατεύθυνση Υπολογιστών και Ηλεκτρονικής
Ομάδα: Υποχρεωτικό κατεύθυνσης
Διδακτικές Μονάδες: 5
Ώρες διδασκαλίας: 4
Ιστοσελίδα: http://eclass.uowm.gr/courses/ICTE290/
Γλώσσα διδασκαλίας:Ελληνική
Περιεχόμενο:

Γλώσσες περιγραφής υλικού. Η γλώσσα VHDL, επίπεδα συμπεριφοράς και δομής. Σχεδίαση προχωρημένων συνδυαστικών και ακολουθιακών ψηφιακών κυκλωμάτων με χρήση της γλώσσας VHDL. Σχεδίαση μνημών, επεξεργαστών. Λογική και χρονική προσομοίωση. Σύνθεση. Προγραμματισμός επαναπρογραμματιζόμενου υλικού (FPGAs - CPLDs). Χρήση έτοιμων πυρήνων (IP cores), συστήματα πάνω σε ένα chip (SoC). Προγραμματισμός ενσωματωμένων πυρήνων. Γλώσσα περιγραφής υλικού SystemVerilog για σχεδιασμό SoC. 

Εργαστηριακές ασκήσεις σε VHDL, προγραμματισμός και επικοινωνία με επαναπρογραμματιζόμενο hardware.

Αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα:

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές  αποκτούν γνώση και κατανόηση των παρακάτω θεμάτων: 

  • την σημασία χρήσης των γλωσσών περιγραφής υλικού (HDLs), 
  • την αύξηση της παραγωγικότητας με HDLs,  
  • της ροής εργασίας σχεδιασμού σε επαναπρογραμματιζόμενες λογικές δομές, 
  • της ορθής χρήσης της γλώσσας VHDL στην ψηφιακή σχεδίαση, 
  • την έννοια του συστήματος σε ένα ολοκληρωμένο (System-on-Chip, SoC)
  • τον προγραμματισμό εσωτερικών πυρήνων επεξεργαστών σε ένα FPGA, 
  • τις σύγχρονες εφαρμογές της γλώσσας SystemVerilog. 

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του εργαστηριακού τμήματος του μαθήματος, οι φοιτητές  αποκτούν γνώση και κατανόηση των παρακάτω θεμάτων: 

  • των πλεονεκτημάτων της γλώσσας VHDL σε σχέση με τη σχηματική περιγραφή, 
  • της συγγραφής και αποσφαλμάτωσης σε γλώσσα VHDL, 
  • της ορθής χρήσης όλων των εντολών VHDL, 
  • της λογικής προσομοίωσης ψηφιακών κυκωμάτων, 
  • της σύνθεσης σε FPGAs και CPLDs, 
  • της εκτίμησης των χρονικών καθυστερήσεων στο υλικό, 
  • της μεταφοράς του σχεδιασμού σε FPGAs και CPLDs, 
  • της επικοινωνίας με το επαναπρογραμματιζόμενο υλικό.
Προαπαιτούμενα:

Ψηφιακή Σχεδίαση (δεν είναι υποχρεωτικό).

Μέθοδοι Διδασκαλίας:

Διαλέξεις, διαφάνειες powerpoint, σημειώσεις από τον διδάσκοντα, quiz μέσα στην τάξη, ασκήσεις εργαστηρίου, εβδομαδιαίες εργαστηριακές εργασίες, εξαμηνιαία ομαδική εργασία.

Αξιολόγηση:

Τελικές εξετάσεις θεωρίας 40%, , 12 εργαστηριακές ασκήσεις 30%, 1 ομαδική εργασία εξαμήνου 30%.

Βιβλιογραφία:
  1. ΠΟΓΑΡΙΔΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, ΨΗΦΙΑΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΜΕ ΤΗ ΓΛΩΣΣΑ VHDL, Μούργκος Ιωάννης, Έκδοση: 2/2010.
  2. Peter J Ashenden, Ψηφιακή Σχεδίαση με VHDL, Έκδοση: 1η/2010, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΝΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΜΟΝ. ΕΠΕ ISBN: 978-960-6759-505, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 64314
  3. VOLNEI A. PEDRONI, Σχεδιασμός κυκλωμάτων με τη VHDL, Έκδοση: 1η/2008, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ, ISBN: 978-960-461-118-8, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 13901.
  4. Brown, Vranesic , Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων με τη Γλώσσα VHDL, Έκδοση: 3η Έκδοση/2011, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., ISBN: 978-960-418-340-1, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 18548944
  5. BROWN, FUNDAMENTALS OF DIGITAL LOGIC WITH VERILOG DESIGN, Εκδόσεις Επίκεντρο, Έκδοση: 3/2013.
Διδάσκων: Ασημόπουλος Νικόλαος