Программируемые логические интегральные схемы
Содержание
Общая информация о спецкурсе
В 2016-2017 учебном году проводится две полугодовых части этого спецкурса: одна в осеннем и одна в весеннем семестре. Возможно участие во второй части спецкурса без посещения первой части.
Лекторы: Шуплецов Михаил Сергеевич, Подымов Владислав Васильевич.
Время и место проведения (весенний семестр 2016-2017 учебного года): среда, с 14:35 до 16:10, аудитория 504.
Аннотация
Часть 1
Спецкурс посвящен основам проектирования цифровых вычислительных устройств с использованием программируемых логических интегральных схем (англ. Field-Programmable Gate Arrays, FPGA). В рамках спецкурса рассматривается архитектура и основные области применения современных FPGA, происходит знакомство с основными этапами проектирования цифровых устройств на базе FPGA и математическими задачами, возникающими при разработке алгоритмов автоматизации указанных этапов. Кроме того, студенты получают практические навыки проектирования простых цифровых вычислительных устройств на базе FPGA с использованием языка описания схем Verilog и систем автоматизации проектирования компании Altera (Intel).
Часть 2
Спецкурс является продолжением спецкурса "Программируемые логические интегральные схемы" (ПЛИС, FPGA) и посвящен основам проектирования цифровых вычислительных устройств с использованием ПЛИС. В рамках второй части спецкурса более детально рассматриваются вопросы аппаратной реализации алгоритмов при помощи современных FPGA и происходит более глубокое освоение языка описания аппаратуры Verilog. В рамках спецкурса студенты выполняют лабораторные работы, которые позволяют получить практические навыки проектирования цифровых вычислительных устройств на базе FPGA компании Altera (Intel).
Программа курса
Часть 1
Лекция 1. Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС)
Устройство ПЛИС DE0-Nano компании Altera. Уровни абстракции при проектировании ПЛИС. Маршрут проектирования ПЛИС. Языки описания схем. Базовые концепции языка Verilog.
Лекция 2. Основы языка Verilog
Модули и шины. Структурное описание модулей. Функциональное описание модулей. Блокирующее и неблокирующее присваивание. Параметризованные модули.
Лекция 3. Операционный и управляющий автоматы
Понятие об операционном автомате. Примеры. Понятие об управляющем автомате. Примеры. Поведенческое описание управляющих автоматов на языке Verilog. Примеры проектирования простых устройств с использованием операционного и управляющего автоматов.
Часть 2
Раздел будет наполняться по мере проведения занятий
Лекция 1. Основы
Основы построения схем: комбинационная логика, последовательная логика, защёлки и триггеры. Полезные программы и интернет-ресурсы. Домашнее задание.
Репозиторий спецкурса
http://mks1.cmc.msu.ru/miklesh/fpga.git
Рекомендованная литература
- Harris D.M., Harris S.L. Digital Design and Computer Architecture. Second edition. 2013.
- Перевод, электронная версия: Харрис Д.М., Харрис С.Л. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Второе издание. 2013.
