Проектирование систем на кристалле

Бакалавриат 2023/2024

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 3-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Американов Александр Александрович, Евтушенко Лариса Геннадьевна, Романов Александр Юрьевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 86

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Курс «Проектирование систем на кристалле» опирается на знания, полученные в рамках предыдущих дисциплин «Теория автоматов», «Сети и телекоммуникации», «Инструментальные средства и технологии программирования», «Информатика», НИС «Python в науке о данных». Курс позволит студентам приобрести теоретические и практические навыки по разработке, проектированию и программированию цифровых систем (портативные системы, системы управления и контроля, видео-/аудио-системы, аппаратных ускорителей для методов искусственного интеллекта и т.д.), а также обеспечит освоение новых САПР (таких, как: Intel Quartus Prime, ModelSim и средств виртуализации DESim) и языка программирования (проектирования цифровых систем) Verilog/SystemVerilog. Выполнение практических работ студентов осуществляется на реальном оборудовании, средствах виртуализации и удаленных стендах. Также 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 производственной практики на предприятиях с уклоном на разработку аппаратных реализаций цифровых встраиваемых систем.

Цель освоения дисциплины

Приобретение теоретических и практических навыков по разработке, проектированию и программированию цифровых систем (портативных системы, систем управления и контроля, видео-/аудио-систем и пр.).
Изучение языка программирования (проектирования цифровых систем) Verilog.
Обучение цифровому синтезу с использованием таких САПР, как Intel Quartus Prime, ModelSim, а также средств виртуализации: DESim. Получение опыта работы с удаленным оборудованием. Применение методов искусственного интеллекта для цифрового синтеза логических устройств.
Знакомство с архитектурой MIPS и RISC процессоров. Применение изученных архитектур для методов машинного обучения.

Планируемые результаты обучения

Знать основные методы математического анализа и моделирования и синтеза цифровых систем
Знать подходы к описанию цифровых систем
Знать теоретические основы и аппаратное устройство ПЛИС и систем на кристалле
Иметь навыки проектирования в специализированном программном обеспечении Altera Quartus II; работы в среде моделирования ModelSim и проектирования цифровых систем на языке HDL Verilog.
Уметь описать модули цифровой системы в виде цифровых автоматов; вести разработку аппаратной части цифровой системы
Уметь представить цифровую систему в виде иерархической системы отдельных модулей
Иметь навыки проектирования в специализированном программном обеспечении Intel Quartus Prime; работы в среде моделирования ModelSim и проектирования цифровых систем на языке HDL Verilog.
Созданные архитектуры цифровых логических устройств. Описание основных аспектов разработки цифровых логических устройств.
Разработка ASIC с целью аппаратного ускорения методов машинного обучения.