Εργαστήριο Λογικού Σχεδιασμού

Επίσημο περίγραμμα μαθήματος του ΤΜΗΥΠ (Πανεπιστήμιο Πατρών), όπως δημοσιεύεται στη σελίδα του μαθήματος και στο συνημμένο αρχείο «Περίγραμμα Μαθήματος». Το κείμενο παρατίθεται αυτούσιο, χωρίς τα πρότυπα οδηγιών του εντύπου.

Στόχοι

Ο φοιτητής που ολοκληρώνει επιτυχώς το εργαστηριακό μέρος μπορεί να φέρει εις πέρας την ανάλυση, σχεδίαση και έλεγχο ενός μικρού αλλά πλήρους και λειτουργικού VLSI Κυκλώματος με χρήση ολοκληρωμένων και γλώσας περιγραφής υλικού, βασισμένος στη θεωρία χρησιμοποιώντας εργαλεία και τον εξοπλισμό του εργαστηρίου.

Περιεχόμενο (ύλη)

Α. Εισαγωγή στις γλώσσες περιγραφής υλικού για την εκπόνηση των ασκήσεων Γλώσσες περιγραφής υλικού : Η φιλοσοφία τους και οι διαδικασίες της εξομοίωσης και της σύνθεσης Η γλώσσα περιγραφής υλικού Verilog Δομικός τρόπος περιγραφής Παράδειγμα χρήσης του εξομοιωτή Περιγραφή βάσει εξισώσεων Ιεραρχικές περιγραφές Περιγραφές στο επίπεδο της συμπεριφοράς Διαθέσιμοι τελεστές για περιγραφές συμπεριφοράς Αρτηρίες και χρήση τελεστών ως bit-wise και reduction Η συγγραφή ενός testbench Οι δομές της Verilog HDL για ακολουθιακά κυκλώματα Λίστα ευαισθησίας εντολής και ομάδων εντολών Παράλληλη και ακολουθιακή εκτέλεση σε ομάδα εντολών Δομική και behavioral περιγραφή ακολουθιακών στοιχείων και ακολουθιακών κυκλωμάτων Περιγραφές καταχωρητών (πολλαπλών λειτουργιών) Περιγραφές μετρητών Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων με τη Verilog Ολοκληρωμένα παραδείγματα περιγραφής και εξομοίωσης συνδυαστικών και ακολουθιακών κυκλωμάτων Β. Εργαστηριακές ασκήσεις Στο σύνολο θα πραγματοποιηθούν 6 εργαστηριακές ασκήσεις. Οι εργαστηριακές ασκήσεις εκπονούνται στο εργαστήριο της Λογικής Σχεδίασης για τη σύνθεση κυκλωμάτων με χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων καθώς και στο υπολογιστικό κέντρο για την περιγραφή κυκλωμάτων με γλώσσες περιγραφής υλικού και προσομοίωσή τους με εξειδικευμένα εργαλεία (Synopsys). Αντικείμενα των εργαστηριακών ασκήσεων περιλαμβάνουν: Λογικές Πύλες. Αναπαράσταση σε κώδικες. Αριθμητικές πράξεις σε δυαδικό και BCD. Χρήση Αριθμητικών MSI (Aθροιστές - Aφαιρέτες). Κατασκευή μεγαλύτερων και πιο σύνθετων κυκλωμάτων με MSI και ALU. Mετρητές και καταχωρητές Περιγραφή συνδυαστικών κυκλωμάτων σε Verilog και προσομοίωσή τους Περιγραφή ακολουθιακών κυκλωμάτων σε Verilog και προσομοίωσή τους

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση γίνεται στην Ελληνική γλώσσα. Ο βαθμός υπολογίζεται συναρτήσει της δια ζώσης διαπιστούμενης λειτουργικότητας των κυκλωμάτων που αναπτύσσουν/περιγράφουν οι φοιτητές κατά την εκπόνηση των ασκήσεων αλλά και της τελικής εξέταση του εργαστηρίου.

Βιβλιογραφία

Ψηφιακή σχεδίαση - αρχές και πρακτικές, John F. Wakerly Ψηφιακή Σχεδίαση, Mano Morris, Ciletti Michael Ανάλυση και σχεδίαση κυκλωμάτων ψηφιακής λογικής, Nelson Victor P., Nagle H. Troy,Irwin J. David, Carroll Bill D. Ψηφιακή Σχεδίαση, Dally William, Harting Curtis Σχεδίαση Λογικών Κυκλωμάτων και Υπολογιστών, Morris Mano, Charles R. Kime, Tom Martin Συναφή επιστημονικά περιοδικά: IEEE Transactions on Computers IEEE Transactions on Circuits and Systems I & II IEEE Transactions on VLSI Systems IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems