Alati za razvoj digitalnih sustava

Opis predmeta

Trendovi u razvoju složenih digitalnih sustava. Razvoj digitalnih sustava pomoću jezika za opis sklopovlja (HDL). Hijerahijski dizajn. Modeliranje elemenata i toka podataka. HDL model; sučelje i unutrašnja građa. Dizajn digitalnog sustava; referentni model, ispitno okruženje, fizički ostvariv model. Sučelje modela prema razvojnoj okolini. Organizacija koda. Praktični aspekti sinteze sklopovlja pomoću HDL jezika. Implementacija. Funkcijska i vremenska simulacija modela implementiranog sklopa. Specifičnosti projektiranja kombinacijskih i sekvencijalnih funkcija. Dizajn logičkih automata primjenom HDL jezika. Sklopovske izvedbe sustava za digitalnu obradu signala. Arhitekture novih generacija programabilnih logičkih sklopova (CPLD) i polja (FPGA). Pregled suvremenih tehnologija izvedbe, načina konfiguriranja i verifikacije. Intelektualno vlasništvo. Razvojni sustavi i alati. Primjer dizajna.

Opće kompetencije

Student stječe specijalistička znanja iz projektiranja složenih digitalnih sustava pomoću jezika za opis sklopovlja.

Ishodi učenja

  1. opisati postupak projektiranja složenih digitalnih sustava
  2. opisati arhitekturu FPGA sklopova
  3. koristiti jezik VHDL
  4. razviti digitalni sustav korištenjem jezika VHDL
  5. raščlaniti zahtjeve postavljene na digitalni sustav
  6. integrirati više digitalnih podsustava u cjelovit sustav
  7. analizirati rezultate ispitivanja digitalnog sustava

Oblici nastave

Predavanja

jedanput tjedno 2 sata predavanja

Provjere znanja

međuispit i završni ispit

Laboratorijske vježbe

4 puta u semestru

Konzultacije

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Napomena / komentar Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 15 % 0 % 15 %
Međuispit: Pismeni 0 % 35 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 50 %
Ispit: Pismeni 0 % 85 %
Napomena / komentar

Student stječe pravo na prolaz ako je na pisanim provjerama stekao barem 50% bodova.

Tjedni plan nastave

  1. Modeliranje digitalnih sustava. Razvoj jezika za opis sklopovlja. Princip razvoja digitalnih sustava pomoću jezika za opis sklopovlja.
  2. Elementi jezika VHDL. Objekti i tipovi objekata. Skalarni tipovi. Podtipovi. Pretvorbe tipova.
  3. Atributi skalarnih tipova. Atributi signala. Građa VHDL modela. Deklaracija entiteta. Arhitektura. Proces. Slijedni izrazi.
  4. Kašnjenje. Zahtjevi za provjeru. Složeni tipovi objkata. Rad s komponentama.
  5. Pogon signala iz više izvora. Dizajn digitalnog sustava. Referentni model, ispitno okruženje, fizički ostvariv model.
  6. Organizacija koda: potprogrami, paketi i biblioteke, komponente i konfiguracije.
  7. Mjera složenosti digitalnog sklopovlja. Faze razvoja digitalnog sustava. Tehnologija za implementaciju digitalnih sustava. Programabilna logička polja.
  8. Međuispit.
  9. Osnovni element sinkronog dizajna i njegova implementacija. Aritmetičke operacije i njihova implementacija. Implementacija osnovnih logičkih funkcija na programabilnim logičkim poljima.
  10. Razvoj modela za ciljanu implementacijsku platformi. Modeliranje memorija i množila i njihova implementacija na programabilnom logičkim poljima. Modeliranje ulazno-izlaznih blokova.
  11. Modeliranje automata s konačnim brojem stanja i njihova implementacija na programabilnim logičkim poljima.
  12. Rad sa simulatorom. Integracija i ispitivanje digitalnog sustava. Razvoj generičkih komponenata.
  13. Datoteke u VHDL modelima. Primjena datoteka u ispitivanju i sintezi. Primjena datoteka u ispitnim okruženjima.
  14. Korisnički atributi. Postavljanje zahtjeva na priključke i brzinu rada sklopovlja. Alati za automatsko generiranje VHDL modela.
  15. Završni ispit.

Studijski programi

Elektroničko i računalno inženjerstvo -> Elektrotehnika i informacijska tehnologija (Profil)

Elektronika -> Elektrotehnika i informacijska tehnologija (Profil)

Računalno inženjerstvo -> Računarstvo (Profil)

Računalno inženjerstvo -> Računarstvo (Profil)

Literatura

Mladen Vučić, Goran Molnar (2003.), Alati za razvoj digitalnih sustava - Materijali za predavanja I, II i III, FER
Marko Butorac, Goran Molnar, Mladen Vučić (2009.), Alati za razvoj digitalnih sustava - Upute za praktični rad I, FER
Peter J. Ashenden (2008.), The Designers Guide to VHDL, Morgan Kaufmann
Pong P. Chu (2008.), FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx Spartan-3 Version, John Wiley and Sons

Bodovi i izvedba

4 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Auditorne vježbe
6 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

88 izvrstan
75 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan