Detail předmětu
Pokročilé číslicové systémy
PCS Ak. rok 2015/2016 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 moderních přístupů k syntéze číslicových systémů. Jsou popsány využívané metody a modely, na kterých jsou následně představeny postupy pro optimalizace na logické úrovni a z pohledu cílové technologie. Představeny jsou také postupy umožňující synergii syntézy a verifikace číslicových obvodů. 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
- 26 hod. přednášky
- 10 hod. pc laboratoře
- 16 hod. projekty
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 a znají moderní metody pro syntézu a verifikaci takového systému.
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 přednášek
- 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.
- Modely a metody pro moderní syntézu číslicových obvodů (AIG, BDD, SAT solvery).
- Moderní přístupy k syntéze číslicových obvodů (logické optimalizace).
- Moderní přístupy k syntéze číslicových obvodů (optimalizace pro cílovou technologii).
- Synergie syntézy a verifikace číslicových obvodů.
- 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.
- Syntéza základních číslicových obvodů pomocí nástroje ABC.
- Syntéza pokročilých číslicových obvodů pomocí nástroje ABC.
- Verifikace číslicových obvodů.
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