Программирование логических интегральных схем

Специалитет 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Компьютерная безопасность)

Кто читает: Кафедра компьютерной безопасности

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

Специальность: 10.05.01. Компьютерная безопасность

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 40

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Цель изучения дисциплины является формирование теоретических знаний и практических навыков проектирования элементов технических средств информационных систем. Задачами дисциплины в соответствии с указанной целью являются: - получение знаний о принципах организации программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и построения программ, позволяющих выполнять конфигурирование ПЛИС в соответствии с решаемой задачей; - формирование навыков использования языков для описания аппаратуры AHDL и VHDL при проектирования цифровых элементов технических средств информационных систем; - освоение технологии реализации проектов в современных системах автоматизированного проектирования (САПР), позволяющих выполнять разработки на микросхемах с программируемой структурой. Студенты знакомятся с понятием искусственного интеллекта (ИИ), типами ИИ, основными задачами, решаемыми ИИ, трендами в ИИ, с основными принципами использования больших языковых и генеративных моделей для разработки и построения виртуальных помощников, генерации идей и поиска решений. Рассматривается работа с ресурсами и сервисами с искусственным интеллектом для создания программного кода по описанию, поиска литературы, подготовки презентаций, контента, материалов, разработки планов, содержаний, работы с текстом. Курс направлен на изучение, освоение и умение применять в рамках своей специализации технологии структурного программирования, изучение базовых элементов языков C и C++,а также стандартных алгоритмов обработки различных структур данных. Вторая часть дисциплины посвящена основам объектно-ориентированного программирования на примере языка C++ и основам программирования на языке Python. Также рассматриваются основные принципы использования языковых и генеративных моделей ИИ.

Цель освоения дисциплины

Получение навыков полного цикла проектирования (описание, симуляция, отладка, оптимизация и реализация “на железе”) криптографических алгоритмов и узлов коммуникационных устройств в среде проектирования ISE Design Suite на языке описания аппаратуры Verilog

Планируемые результаты обучения

Получение навыков синтеза проектов начального уровня

Содержание учебной дисциплины

Общий обзор архитектуры ПЛИС типа FPGA
Основы иерархического дизайна. Синхронные и асинхронные схемы.
Изучение базовых узлов цифровых схем
Применение языков описания, как следующий шаг в синтезе сложных цифровых систем. Введение в Verilog.
Концепция параметрического дизайна. Условные операторы языка. Операторы циклов в языке Verilog. Подпрограммы в языке Verilog. Функции в языке Verilog.
Конечные автоматы Мили и Мура (Mealy и Moore). Правила кодирования конечных автоматов. Работа с файлами данных на языке Verilog.
Полное аппаратное тестирование проектов учащихся, реализующих COM-порт, посредством петли с ПЭВМ и осциллографа
Задание временных ограничений проекта. Изучение встраиваемого аппаратного отладчика Chip Scope.
Основы проектирования высокоскоростных цифровых схем. Использование аппаратных примитивов для эффективной реализации шифраторов.
Полное аппаратное тестирование шифратора с использованием soft-отладчика Chip Scope.

Элементы контроля

Домашнее задание
Проект в рамках учебной дисциплины
Экзамен

Промежуточная аттестация

2024/2025 4th module
0.4 * Домашнее задание + 0.6 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Лось Алексей Борисович
Сорокин Александр Владимирович
Нестеренко Алексей Юрьевич

Программа дисциплины