• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2020/2021

Системное проектирование цифровых устройств

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника
Когда читается: 4-й курс, 1-3 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Язык: русский
Кредиты: 8
Контактные часы: 92

Программа дисциплины

Аннотация

Курс «Системное проектирование цифровых устройств» является курсом по выбору и рассчитан на студентов четвертого года обучения в бакалавриате. В курсе рассматриваются основные вопросы, связанные с получением студентами углубленных теоретических знаний по этапам проектирования, прототипирования, верификации, программирования и производства цифровых устройств и использует в основном материалы предшествующих дисциплин «Проектирование систем на кристалле», «Теория автоматов», «Сети и телекоммуникации», «Инструментальные средства и технологии программирования», «Информатика». Курс расширяет знания, которые студенты получают в рамках дисциплин, связанных с проектированием программного обеспечения, а также программированием микропроцессоров/микроконтроллеров/одноплатных компьютеров; является одним из базовых для работы над ВКР и прохождения преддипломной практики на предприятиях с конструкторским уклоном. В курсе рассматривается теория проектирования заказных микросхем и проектирования цифровых устройств на основе ПЛИС. Современный системный подход к построению цифровых устройств рассматривающий их как единый аппаратно-программный комплекс обеспечивает высокое качество проектных решений, а специалисты по проектированию цифровых устройств востребованы во всех сферах проектирования электронных систем. В рамках курса студенты обучаются методам формализации процессов проектирования систем, верификации проектируемых систем, на высоком уровне осваивают использование конструкторских САПР и их взаимодействия. Вырабатываются подходы к улучшению качества процесса проектирования на основе использования методов и средств нахождения оптимальных проектных решений. Основу курса составляют установочные лекции, главным содержанием которых является освоение научно-теоретических основ, а также практические занятия для развития навыков владения методами проектирования цифровых систем.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • • приобретение теоретических и практических навыков по разработке, проектированию и программированию цифровых систем (портативных системы, систем управления и кон-троля, видео-/аудио-систем и пр.);
  • • обучение цифровому синтезу с использованием таких САПР, как QuartusPrime и ModelSim;
  • • изучение языка программирования (проектирования цифровых систем) Verilog.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать подходы к описанию цифровых систем;
  • Знать основные методы математического анализа и моделирования и синтеза цифровых систем;
  • Знать устройство типовых процессорных ядер;
  • Знать теоретические основы и аппаратное устройство ПЛИС и основы проектирования систем на кристалле.
  • Уметь представить цифровую систему в виде иерархической системы отдельных модулей;
  • Уметь описать модули цифровой системы в виде цифровых автоматов;
  • Уметь проектировать системы на кристалле;
  • Уметь вести разработку аппаратной и программной частей системы на кристалле.
  • Иметь навыки синтеза процессорных ядер MIPS;
  • Иметь навыки проектирования в специализированном программном обеспечении Altera Quartus II;
  • Иметь навыки синтеза процессорного ядра Nios II в среде системной интеграции Qsys и его программирования в среде Qsys IDE;
  • Иметь навыки работы в среде моделирования ModelSim и проектирования цифровых систем на языке HDL Verilog.
  • Осуществлять проектирование под HPS.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Cофт-процессорные IP ядра. MIPS архитектура
  • Процессорное ядро AlteraNIOSII
  • Системы на кристалле
  • Средства проектирования систем на кристалле
  • Altera HPS
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Домашнее задание
    Описание заданий в методических рекомендациях к дисциплине.
  • неблокирующий Экзамен
    Порядок прохождения экзамена, примеры вопросов и заданий содержатся в документе SPDS_Exam_2020_p1.
  • неблокирующий Практические работы
    Описание заданий в методических рекомендациях к дисциплине.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (3 модуль)
    0.16 * Домашнее задание + 0.64 * Практические работы + 0.2 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Дэвид М. Харрис, Сара Л. Харрис - Цифровая схемотехника и архитектура компьютера - Издательство "ДМК Пресс" - 2017 - 792с. - ISBN: 978-5-97060-522-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/97336

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Максфилд К. - Проектирование на ПЛИС. Курс молодого бойца - Издательство "ДМК Пресс" - 2010 - 407с. - ISBN: 978-5-94120-147-1 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/60987