Detail předmětu
Pokročilé číslicové systémy
PCS Ak. rok 2014/2015 zimní semestr 5 kreditů
Tento předmět je zaměřen na výuku pokročilých technik pro návrh číslicových obvodů. Nejprve je uveden stručný přehled základních přístupů pro modelování a simulaci obvodů s využitím jazyka VHDL a shrnuty základní vlastnosti cílových technologií jako jsou ASIC a FPGA. Následně jsou popsány pokročilé techniky minimalizace a syntézy číslicových obvodů (pipelining, retiming), které jsou doplněny o aplikaci omezujících podmínek. Hlavní část kurzu je zaměřena na objasnění základních teoretických přístupů pro syntézu obvodů z vysokoúrovňových programovacích jazyků jako je např. C/C++. Popsána je zejména problematika reprezentace obvodu, proces plánovaní, alokace a přiřazení zdrojů. Získané teoretické znalosti jsou následně aplikovány při návrhu obvodů v moderním návrhovém prostředí CatapulC. Uvedená problematika je doplněna o další důležitá témata z této oblasti, jako je např. syntéza obvodů s ohledem na spotřebu a verifikace číslicových obvodů s využitím metodologie OVM.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
Zajišťuje ústav
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
Studenti jsou schopni navrhnout komplexní číslicový systém optimalizovaný podle různých hledisek s využitím moderních návrhových metod, programovacího jazyka na vyšší úrovni (C/C++) a profesionálních návrhových systémů (CatapultC).
Cíle předmětu
Seznámit studenty s pokročilými metodami návrhu komplexních číslicových systémů, s jazyky pro popis hardware, profesionálními vývojovými prostředky, s implementací obvodů na programovatelných logických obvodech a technikami pro optimalizaci návrhu podle různých kritérií.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Základy návrhu číslicových systémů, základy programování.
Osnova seminářů
- Přehled tradičních technik, algoritmů a nástrojů pro návrh číslicových obvodů.
- Přehled technologií pro realizaci číslicových obvodů (ASIC, FPGA).
- Algoritmy pro minimalizaci číslicových obvodů.
- Pokročilé techniky syntézy číslicových obvodů (pipelining, retiming)
- Aplikace omezujících podmínek.
- Syntéza obvodů z jazyků vyšší úrovně (plánování, alokace, přiřazení)
- Syntéza obvodů z jazyků vyšší úrovně (syntéza smyček)
- Návrh obvodů v prostředí CatapultC (základní konstrukce jazyka C/C++)
- Návrh obvodů v prostředí CatapultC (syntéza smyček, přístup do paměti)
- Návrh číslicových obvodů s ohledem na nízkou spotřebu.
- Rekonfigurovatelné počítání.
- Verifikace číslicových obvodů (metodologie OVM).
Osnova počítačových cvičení:
- Syntéza základních logických obvodů, pipelining, retiming.
- Aplikace omezujících podmínek.
- Základní techniky návrhu obvodů v prostředí CatapultC.
- Pokročilé techniky návrhu obvodů v prostředí CatapultC.
- Verifikace číslicových obvodů.
Osnova ostatní - projekty, práce:
- Individuální projekt zaměřený na návrh jednoduché komponenty v prostředí CatapultC.
Průběžná kontrola studia
Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.
Zápočet není ustanoven.
Kontrolovaná výuka
Půlsemestrální písemná zkouška a vypracování projektu v předepsaném termínu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech