Detail předmětu

Návrh digitálních integrovaných obvodů VLSI a jazyk VHDL

FEKT-KNDIAk. rok: 2011/2012

Druhy digitálních integrovaných obvodů. Technologie bipolární, CMOS, BiCMOS. Standardní IO, řady. Obvody ASIC, konfigurovatelné obvody. Základní funkční bloky digitálních IO. Návrhové a simulační podpůrné prostředky. Elektrická simulace, logická simulace. Návrh rozmístění a propojení. Jazyk VHDL.
Nové principy pro návrh a výrobu IO. Měření a testování IO ve výrobě. Mikromechanické integrované obvody. Ekonomické aspekty při návrhu a aplikacích integrovaných obvodů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Výsledky učení předmětu

Znalost digitálních integrovaných struktur, algoritmy a praktické aspekty simulace, rozmístění a propojení bloků. Aktivní znalost jazyka VHDL.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Kombinační logické obvody
2. Sekvenční logické obvody
3. Stavové automaty
4. Příklady na stavové automaty
5. Metodika zápisu v jazyce VHDL, zásady, pravidla
6. Komunikační sběrnice - praktický návrh, UART
7. Komunikační sběrnice - praktický návrh, SPI
8. Návrh PS2 kontroléru
9. Návrh VGA kontroléru
10. Práce s Xilinx IP core generátorem
11. Návrh digitálních filtrů
12. Parametrický návrh digitálních obvodů v jazyce VHDL

Učební cíle

Základní postupy pro návrh a simulaci číslicových mikroelektronických struktur - hradel, paměťových buněk. Programovatelné obvody. Kompilace a VHDL.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

číslicové systémy a jazyk VHDL, Pinker Jiří, Poupa Martin
Skahill, K., VHDL for Programmable Logic, Addison-Wesley, 1996, ISBN 0-201-89573-0.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-MET , 3 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Osnova

Druhy digitálních integrovaných obvodů.
Technologie bipolární, CMOS, BiCMOS.
Standardní IO, řady.
Obvody ASIC, konfigurovatelné obvody.
Základní funkční bloky digitálních IO.
Návrhové a simulační podpůrné prostředky.
Elektrická simulace, logická simulace.
Návrh rozmístění a propojení.
Jazyk VHDL.
Nové principy pro návrh a výrobu IO.
Měření a testování IO ve výrobě.
Mikromechanické struktury.
Ekonomické aspekty při návrhu a aplikacích integrovaných obvodů.

Cvičení na počítači

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Osnova

Nastavení návrhového prostředí, demo úloha.
Elektrická simulace digitálních obvodů.
Logická simulace, kritická cesta.
Analýza nejhoršího případu, hazardy.
Základní funkční bloky digitálních IO.
Standardní řady.
Programovatelné obvody.
Návrh rozmístění a propojení.
Jazyk VHDL - struktura a syntaxe.
Jazyk VHDL - statické a dynamické struktury.
Jazyk VHDL - komplexní příklad.
Testovatelnost.
Mikromechanické struktury.