Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Pokročilé číslicové systémy

PCS Ak. rok 2013/2014 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

česky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

26 hod. přednášky, 10 hod. pc laboratoře, 16 hod. projekty

Bodové hodnocení

60 zkouška, 18 půlsemestrální test, 10 laboratoře, 12 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Dvořák Milan, Ing. (UPSY FIT VUT)
Kajan Michal, Ing. (UPSY FIT VUT)

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.

Literatura studijní

  • Přednáškové materiály v elektronické formě

Literatura referenční

  • Gajsky D., Dutt N., Wu A., Lin S.: High-Level Synthesis: Introduction to Chip and System Design, ISBN 079239194-2, 1992
  • Micheli G., High-Level Synthesis from Algorithm to Digital Circuit, ISBN 978-1-4020-8587-1, 2008
  • Rabaey J., Pedram M.: Low Power Design Methodologies, Kluwer, ISBN 0792396308, 1996

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.
  • 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 ostatní - projekty, práce

  • Individuální projekt zaměřený na návrh jednoduché komponenty v prostředí CatapultC.

Průběžná kontrola studia

Půlsemestrální písemná zkouška a vypracování projektu v předepsaném termínu.

Podmínky zápočtu

Zápočet není ustanoven.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru