Subject description - A0B38APH

Summary of Study | Summary of Branches | All Subject Groups | All Subjects | List of Roles | Explanatory Notes               Instructions
A0B38APH FPGA Applications Extent of teaching:1P+3L
Guarantors:Sedláček R. Roles:V Language of
teaching:
CS
Teachers:Sedláček R. Completion:KZ
Responsible Department:13138 Credits:5 Semester:Z

Anotation:

Po stručném seznámení s technologií a strukturou programovatelných součástek (především CPLD a FPGA) jsou přednášky orientovány na seznámení se s jazykem VHDL a jeho využitím pro simulaci a syntézu číslicových obvodů. Laboratorní cvičení jsou zaměřena na získání praktických poznatků o možnostech využití CPLD a FPGA, na praktické využití SW prostředků pro návrh a simulaci a na implementaci jednoduchých funkčních bloků. Druhá část cvičení je věnována implementaci rozsáhlejšího projektu, v němž je na čipu FPGA realizováno kompletní zařízení (system on the chip). Je možné zvolit jeden z nabízených projektů nebo realizovat vlastní projekt (a to i skupinový). Pro výuku jsou k dispozci vývojové desky s FPGA DE10-Standard

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A0B38APH

Study targets:

Cílem studia je naučit studenty porozumět FPGA obvodům z pohledu jejich vnitřní struktury. Studenti se naučí programovat FPGA ve VHDL a získají základní znalosti o návrhu tzv. systému na čipu (SoC). Dále se seznámí s typickými možnostmi využití FPGA obvodů v praxi.

Course outlines:

1. Programovatelné součástky, historie a současnost.
2. Úvod do jazyka VHDL, návrhové jednotky.
3. Zápis čísel znaků a řetězců.
4. Základní datové typy a operátory.
5. Základní objekty - konstanty, proměnné, signály.
6. Paralelní a sekvenční doména.
7. Implementace stavových automatů.
8. Standardní knihovny, LPM knihovna a jejich použití.
9. Procedury a funkce.
10. Návrh kombinačních a sekvenčních obvodů.
11. Nástroje a metody pro simulaci.
12. Speciální vnitřní struktury (RAM, PLL, násobičky) a jejich využití.
13. Tvorba uživatelských knihoven.
14. Implementace mikroprogramového automatu.

Exercises outline:

1. Seznámení se s návrhovým systémem QUARTUS II, úvodní projekt.
2. Logické a aritmetické funkce v jazyce VHDL, programování v paralelní doméně.
3. Programování v sekvenční doméně - procesy, klopné obvody a čítače.
4. Simulace návrhu formou testovacích vektorů a testbenchů v prostředí ModelSim.
5. Stavové automaty - varianty implementace ve VHDL.
6. Využití interní a externí paměti RAM v projektech.
7. Samostatná práce (MP3 přehrávač, počítačová hra, řadič pro VGA monitor,).
8. Samostatná práce.
9. Samostatná práce.
10. Samostatná práce.
11. Samostatná práce.
12. Samostatná práce.
13. Samostatná práce.
14. Hodnocení výsledků, zápočet.

Literature:

1. Pedroni, V.A.: Digital Electronics and Design with VHDL. Morgan Kaufmann 2008, ISBN: 978-0123742704
2. Ashenden, P. J.: The Designer's guide to VHDL. Morgan Kaufmann 2008. ISBN: 978-0-12-088785-9.

Requirements:

Basic knowledge of Boolean algebra and basic logic circuits

Webpage:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A0B38APH

Keywords:

jazyk VHDL, FPGA obvody, programování, návrh a syntéza logických obvodů

Subject is included into these academic programs:

Program Branch Role Recommended semester
BPOI1 Computer Systems V
BPOI_BO Common courses V
BPOI3 Software Systems V
BPOI2 Computer and Information Science V
BPKYR1 Robotics V
BPKYR_BO Common courses V
BPKYR3 Systems and Control V
BPKYR2 Sensors and Instrumentation V
BPKME1 Communication Technology V
BPKME5 Komunikace a elektronika V
BPKME_BO Common courses V
BPKME4 Network and Information Technology V
BPKME3 Applied Electronics V
BPKME2 Multimedia Technology V
BPEEM1 Applied Electrical Engineering V
BPEEM_BO Common courses V
BPEEM2 Electrical Engineering and Management V
BMI(ECTS) Manager Informatics V
BWM(ECTS) Web and Multimedia V
BIS(ECTS) Intelligent Systems V
BSI(ECTS) Software Engineering V


Page updated 28.2.2020 17:51:36, semester: Z,L/2020-1, Z,L/2019-20, Send comments about the content to the Administrators of the Academic Programs Proposal and Realization: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)