Τίτλος Μαθήματος Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων
Κωδικός Μαθήματος 321-7051
Εξάμηνο 7
ECTS 5
Ώρες (Θεωρία) 3
Ώρες (Εργαστηρίο) 2
Διδάσκοντας Καλλίγερος Εμμανουήλ

Ύλη μαθήματος

Ολοκληρωμένα κυκλώματα ειδικού σκοπού (ASIC) και προγραμματιζόμενα ολοκληρωμένα (PLA, PLD, FPGA), Γλώσσες Περιγραφής Υλικού (HDLs): Verilog και VHDL. Εισαγωγή στη γλώσσα Verilog, σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων με τη Verilog, συντακτικό της Verilog, modules και ports, μοντελοποίηση δομής (structural), μοντελοποίηση συμπεριφοράς (behavioral), μοντελοποίηση dataflow, tasks και functions. Μηχανές Πεπερασμένων Καταστάσεων (Mealy και Moore), Verilog για σύνθεση, σχεδίαση ψηφιακών ακολουθιακών μονάδων. Καθυστερήσεις στη Verilog, εργαλεία CAD (Computer Aided Design), λογική εξομοίωση και χρονική επαλήθευση. Μνήμες τυχαίας προσπέλασης και επικοινωνία με μνήμες. Προτυποποίηση σχεδιασμού.

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα

Οι φοιτητές και φοιτήτριες που ολοκληρώνουν το μάθημα θα έχουν:

  • γνώση των διαφορών μεταξύ προγραμματιζόμενων ολοκληρωμένων και ολοκληρωμένων ειδικού σκοπού,
  • γνώση των γενικών χαρακτηριστικών της δομής των FPGA,
  • την ικανότητα να χρησιμοποιούν τη γλώσσα Verilog για την περιγραφή συνδυαστικών και ακολουθιακών ψηφιακών κυκλωμάτων,
  • την ικανότητα να γράφουν module ελέγχου (testbench) στη Verilog,
  • την ικανότητα να γράφουν συνθέσιμους σχεδιασμούς στη Verilog,
  • την ικανότητα να πραγματοποιούν εξομοίωση των σχεδιασμών τους,
  • γνώση της δομής των μνημών RAM και της χρήση τους,
  • τη δεξιότητα να χρησιμοποιούν πλακέτες προτυποποίησης για τη μεταφορά ενός σχεδιασμού στο υλικό.

Προαπαιτούμενα

Δεν απαιτούνται.

Εγχειρίδια του μαθήματος

  1. Ψηφιακή Σχεδίαση, Μία συστηματική προσέγγιση, W. J. Dally, R. C. Harting
  2. Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGAs, Wayne Wolf
  3. Verilog HDL: A Guide to Digital Design and Synthesis, Samir Palnitkar, 2nd Ed.

Συμπληρωματική βιβλιογραφία

  • IEEE Transactions on VLSI Systems
  • IEEE Transactions on Computers

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Διαλέξεις, Εργαστηριακές ασκήσεις, Εργασία

Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 39 ώρες
Εργαστηριακές Ασκήσεις 26 ώρες
Εργασία 30 ώρες
Προσωπική μελέτη 27 ώρες
Τελική εξέταση 3 ώρες
Σύνολο Μαθήματος 125 ώρες (5 ECTS)

 

Μέθοδοι αξιολόγησης / βαθμολόγησης

Εργαστηριακές ασκήσεις (20%), Εργασία (40%), Γραπτή εξέταση (40%)

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά (Αγγλικά αν υπάρχουν φοιτητές/φοιτήτριες ERASMUS)

Τρόπος παράδοσης μαθήματος

Φυσική παρουσία