Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων

ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: http://inf-server.inf.uth.gr/courses/CE430/

Οι στόχοι του μαθήματος ΗΥ430, "Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων", είναι
(1) η εκμάθηση των θεωρητικών θεμελιωδών γνώσεων σχεδίασης Ψηφιακών
Συστημάτων, (2) η παρουσίαση των σχετικών πρακτικών μεθοδολογιών
σχεδίασης και υλοποίησης, με έμφαση στην προγραμματίσιμη λογική, και
συγκεκριμένα στις FPGAs (Field Programmable Gate Array =
Προγραμματίσιμος Πίνακας Πυλών στο Πεδίο), και την γλώσσα περιγραφής
υλικού Verilog, και (3) ο συνδυασμός θεωρίας και πράξης μέσω της
πρακτικής εξοικείωσης με την υλοποίηση και δοκιμή ψηφιακών κυκλώματων
στο εργαστήριο, όπου χρησιμοποιούνται πρότυπες πλακέτες ανάπτυξης
υλικού με FPGAs τελευταίας τεχνολογίας.

Η έμφαση του μαθήματος είναι μια χρυσή τομή θεωρητικής και πρακτικής
γνώσης για την σχεδίαση πραγματικών ψηφιακών κυκλωμάτων μικρού και
μεσαίου μεγέθους. Έτσι, σε συνδυασμό με τις απαραίτητες θεωρητικές
γνώσεις ψηφιακής σχεδίασης που περιλαμβάνουν: (α) βασικά θεμέλια της
ψηφιακής σχεδίασης, δηλ. βασικές πύλες, αναπαράσταση αριθμών, κανόνες
δυαδικής άλγεβρας, (β) συνδυαστικά κυκλώματα, αναπαράσταση και
ανάλυση, δι-επίπεδη και πολυ-επίπεδη υλοποίηση, καμπύλη Pareto
εμβαδού-ταχύτητας, (γ) ακολουθιακά κυκλώματα, καταχωρητές, μανταλωτές,
ανάλυση κυκλωμάτων με ανάδραση, (δ) μνήμες SRAM/DRAM, (ε) δίαυλοι, (ζ)
χρονισμός ψηφιακών κυκλωμάτων και συγχρονισμός, οι παραπάνω θεωρητικές
γνώσεις θα συνδυάζονται με εκμάθηση των σχετικών δομών και εκφράσεων
στην γλώσσα περιγραφής υλικού Verilog, αλλά και επιπλέον με την
εκμάθηση της ροής σχεδίασης και υλοποίησης κυκλωμάτων σε FPGA, από
Verilog σε προγραμματίσιμο αρχείο για την συσκευή. Πρότυπες πλακέτες
FPGA, σε συνδυασμό με το σχετικό βιομηχανικό λογισμικό υλοποίησης
κυκλωμάτων σε FPGA θα παρουσιασθούν και θα χρησιμοποιηθούν για τις
πρακτικές εργασίες του μαθήματος οι οποίες θα αξιολογούνται και θα
επαληθεύονται όχι μόνο στο επίπεδο της προσομοίωσης της σωστής
λειτουργίας του λογισμικού στον υπολογιστή αλλά και στο εργαστήριο με
την υλοποίηση του κυκλώματος στην FPGA, σε πραγματικές συνθήκες, με
τα ανάλογα ηλεκτρονικά φαινόμενα και δεδομένα.