Σχεδιασμός Συστημάτων VLSI¶
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¶
- Α. Θεωρία Ο φοιτητής, που ολοκληρώνει με επιτυχία το μάθημα, έχει την ικανότητα να:
(1) κατανοήσει και να σχεδιάσει ένα κύκλωμα VLSI, (2) να σχεδιάσει ολοκληρωμένα συστήματα VLSI, (3) στοχεύσει σε συγκεκριμένους στόχους απόδοσης του σχεδιασμού, (4) βελτιστοποιήσει το σχεδιασμό ως προς κάποιο σχεδιαστικό στόχο, (5) πιστοποιήσει την ορθή λειτουργία του σχεδιασμού, σε συγκεκριμένες τεχνολογίεςASICs και FPGAs, (6) εξοικειωθεί με τις διαδικασίες της προσομοίωσής, της σύνθεσης και της εξομοίωσης.
Β. Εργαστηριακές Ασκήσεις Ο φοιτητής, που ολοκληρώνει με επιτυχία το μάθημα, έχει την ικανότητα να:
(1) σχεδιάσει ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα/σύστημα VLSI, (2) υλοποιήσει το σχεδιασμό, με την χρήση γλώσσας περιγραφής υλικού VHDL, (3) πιστοποιεί την ορθή λειτουργίας του και συμπεριφορά του,
(4) να εξάγει αποτελέσματα, βάσει πειραματικών μετρήσεων, σε πραγματικές διατάξεις τύπου FPGAs.
Περιεχόμενο (ύλη)¶
- Εισαγωγικά στοιχεία,
- Ψηφιακά κυκλώματα VLSI,
- Ενσωματωμένα συστήματα,
- Πραγματικά κυκλώματα,
- Μοντελοποίηση,
- Μεθοδολογίες σχεδίασης,
- Ροή σχεδίασης,
- Βελτιστοποίηση σχεδίασης,
- Σχεδίαση και δοκιμή,
- Έλεγχος,
- Γλώσσες περιγραφής υλικού: VHDL,
- Σύνθεση,
- Συνδυαστικά κυκλώματα και στοιχεία VLSI,
- Συναρτήσεις, αριθμητικά κυκλώματα,
- Ακολουθιακά κυκλώματα VLSI,
- Στοιχεία αποθήκευσης,
- Διαδρομές δεδομένων, δίαυλοι, μετάδοση δεδομένων,
- Συγχρονισμός,
- Έλεγχος,
- Στοιχεία μνήμης,
- Συσκευές εισόδου/εξόδου,
- Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων,
- Ολοκληρωμένα κυκλώματα,
- Τεχνολογίες υλοποίησης,
- ASICs,
- Προγραμματιζόμενες διατάξεις,
- FPGAs,
- Συσκευασία και πλακέτες κυκλωμάτων,
- Προχωρημένα θέματα,
- Σύγχρονες και μελλοντικές εφαρμογές,
- Συστήματα VLSI ειδικού σκοπού.
Αξιολόγηση¶
Η αξιολόγηση των φοιτητών υποστηρίζεται στην ελληνική γλώσσα, μέσω τελικής γραπτής εξέτασης, δύο φορές κάθε ακαδημαϊκό έτος. Η εξέταση γίνεται σε δύο ανεξάρτητες ενότητες: θεωρία και εργαστηριακές ασκήσεις. Η εξέταση της θεωρίας οργανώνεται με ερωτήσεις ανάπτυξης, ερωτήσεις σύντομης απάντησης, επίλυσης ασκήσεων και προβλημάτων. Σε χρονικό διάστημα δέκα ημερών μετά την εξέταση, ανακοινώνονται και αναρτώνται ηλεκτρονικά η βαθμολογία και ενδεικτικές απαντήσεις των θεμάτων της εξέτασης. Ορίζεται ημέρα και ώρα κατά την οποία οι φοιτητές μπορούν να δουν το γραπτό τους για τις όποιες απορίες και ερωτήσεις μπορεί να έχουν, καθώς και για να εκφράσουν τη διαφοροποίηση ως προς τη βαθμολόγησή τους, εάν το επιθυμούν. Στη συνέχεια επικυρώνεται-οριστικοποιείται η βαθμολογία. Η αξιολόγηση των εργαστηριακών ασκήσεων γίνεται κατά την διάρκεια της εκπόνησης τους, από τους φοιτητές, στην εργαστηριακή αίθουσα, αλλά και στις εργαστηριακές αναφορές που παραδίδουν μετά την ολοκλήρωση τους.
Βιβλιογραφία¶
- Neil H. Weste, Eshraghian Kamran, Δημήτριος Σούντρης, Κεμάλ Πεκμεστζή, Σχεδίαση Ολοκληρωμένων
Κυκλωμάτων CMOS VLSI, Εκδόσεις Α. Πασωτηρίου & ΣΙΑ Ι.Κ.Ε, ISBN: 9789607182678, 2010. - Ν. Ψαράκης, Ν. Κρανίτης, Δ. Γκιζόπουλος, Ψηφιακή Σχεδίαση με VHDL, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, ISBN: 9789606759505, 2010. - Π. Κίτσος, Ν. Σκλάβος, Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGAs, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, ISBN: 9789606759888, 2014. [Μετάφραση: Wayne Wolf, FPGA-Based System Design, ISBN: 0-137-03348-6, Prentice Hall Modern Semiconductor Design Series]. -Συναφή επιστημονικά περιοδικά: - IEEE Transactions on Computers, - IEEE Transactions on Circuits and Systems, - IEEE Transactions on VLSI Systems.