Popis předmětu - A0M34NSV

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A0M34NSV Návrh systémů VLSI Rozsah výuky:2P+2L
Garanti:Hazdra P. Role:V Jazyk výuky:CS
Vyučující:Hazdra P. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13134 Kreditů:4 Semestr:Z

Anotace:

Předmět seznamuje studenta se základy návrhu, syntézy a verifikace systémů velmi vysoké integrace a systémů na čipu. Student se seznámí se základními stavebními prvky, architekturou a návrhovými postupy využívanými při realizaci komplexních integrovaných systémů, způsoby jejich popisu a postupem jejich syntézy. Naučí se verifikační strategii, navrhovat a analyzovat testy. Cvičení jsou pak zaměřena na praktický návrh, syntézu a verifikaci rekonfigurovatelného systému na čipu v jazyku popisujícím hardware (VHDL, Verilog).

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A0M34NSV

Cíle studia:

Předmět seznamuje studenta se základy návrhu, syntézy a verifikace systémů velmi vysoké integrace a systémů na čipu.

Obsah:

Předmět seznamuje studenta se základy návrhu, syntézy a verifikace systémů velmi vysoké integrace a systémů na čipu. Student se seznámí se základními stavebními prvky, architekturou a návrhovými postupy využívanými při realizaci komplexních integrovaných systémů, způsoby jejich popisu a postupem jejich syntézy. Naučí se verifikační strategii, navrhovat a analyzovat testy. Cvičení jsou pak zaměřena na praktický návrh, syntézu a verifikaci rekonfigurovatelného systému na čipu v jazyku popisujícím hardware (VHDL, Verilog).

Osnovy přednášek:

1. Integrované systémy VLSI: postup návrhu a syntézy, jeho domény, úrovně a reprezentace.
2. Popis funkce systému. Jazyky popisující hardware využívající behaviorální popis.
3. Struktura kódu, sémantika a syntaxe.
4. Způsoby přiřazení pro popis funkce hardwaru, paralelní a sekvenční domény a způsoby jejich interpretace.
5. Hierarchie, tvorba parametrizovaných modelů a knihoven. Popis systémů v jazycích Verilog, SystemVerilog a SystemC.
6. Hardwarové platformy, cílové architektury, programovatelné a rekonfigurovatelné systémy.
7. Návrh systémů na čipu, recyklace návrhu, využití IP jader.
8. Behaviorální syntéza: RTL model, algoritmy a postupy. Logická syntéza: metody a omezení. Syntéza topologie. Řízení procesu syntézy systému.
9. Modely integrovaných systémů a struktur, standardy.
10. Testování a spolehlivost. Modely poruch a metody lokalizace.
11. Verifikační plány a strategie.
12. Nástroje pro verifikaci: simulátory a modely.
13. Návrh a analýza testů: stimuly, odezvy a testbenche (tvorba a architektura).
14. Projektování návrhu VLSI systémů, minimalizace rizik, výrobní dokumentace a podklady.

Osnovy cvičení:

1. Návrhový systém ISE: seznámení s návrhem integrovaného systému - zadání, syntéza, implementace.
2. Návrhový systém ISE: popis modelu integrovaného systému v jazyce VHDL. Implementace navrženého systému v FPGA.
3. VHDL - využití paralelní domény pro popis kombinačních (budiče, kodéry a dekodéry, multiplexery) funkcí.
4. VHDL - využití sekvenční domény pro popis kombinačních a sekvenčních (klopné obvody, čítače) funkcí.
5. Návrhový systém ISE: funkční, logická a časová analýza. VHDL - hierarchický návrh a tvorba modelů pro verifikaci (testbench).
6. VHDL - popis stavových automatů a návrh komplexních sekvenčních systémů.
7. Návrh modelu číslicového systému v jazyce Verilog.
8. Knihovny IP jader, návrh systémů s využitím knihoven (generátorů) IP jader, užití bloků specifických určité architektuře (paměti, DCM).
9. Zadání semestrálního projektu - návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
10. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
11. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
12. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
13. Návrh integrovaného systému na bázi FPGA.
14. Prezentace semestrálních projektů, zápočet.

Literatura:

1. Wayne Wolf : "Modern VLSI Design: System-on-Chip Design", Prentice-Hall, 2002
2. Samiha Mourad, Yervant Zorian: "Principles of Testing Electronic Systems", John Wiley, 20002
3. Bruce Wile, John C. Goss, Wolfgang Roesner: "Comprehensive Functional Verification", Elsevier, 2005

Požadavky:

https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs Návrh, vypracování a prezentace semestrálního projektu, absolvování zkoušky.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/enrol/index.php?id=2398

Klíčová slova:

ASIC; FPGA; SoC; VHDL; Verilog;

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPBIO1 Biomedicínská informatika V
MPBIO2 Biomedicínské inženýrství V
MPIB Před zařazením do oboru V
MPKME1 Bezdrátové komunikace V
MPKME5 Komunikační systémy V
MPKME4 Sítě elektronických komunikací V
MPKME3 Elektronika V
MPKME2 Multimediální technika V
MPEEM1 Technologické systémy V
MPEEM5 Ekonomika a řízení elektrotechniky V
MPEEM4 Ekonomika a řízení energetiky V
MPEEM3 Elektroenergetika V
MPEEM2 Elektrické stroje, přístroje a pohony V
MPKYR4 Letecké a kosmické systémy V
MPKYR1 Robotika V
MPKYR3 Systémy a řízení V
MPKYR2 Senzory a přístrojová technika V


Stránka vytvořena 13.12.2019 17:50:30, semestry: Z,L/2020-1, L/2018-9, Z,L/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.