Дисципліна: Програмування логічних інтегральних схем

Кількість годин (кредитів ЄКТС): 240 (8)

Мета навчальної дисципліни: засвоєння та вироблення студентами знань та умінь у таких галузях: схемотехніка побудови сучасних програмованих логічних інтегральних схем та сучасні мови схемотехнічного проектування цифрової апаратури і складних комп’ютерних систем.

Результати навчання за навчальною дисципліною:

знати:

-      галузі застосування ПЛІС-технологій;

-      схемотехніку сучасних ПЛІС та систем на кристалі;

-      основи мови програмування цифрових систем VHDL;

-      сучасні професійні САПР схемотехнічного проектування цифрових систем на ПЛІС;

вміти:

-      вирішувати на схемотехнічному рівні задачу побудови засобів комутації, введення та виведення даних;

-      описувати моделі цифрових систем на різних рівнях опису: абстрактному, схематичному та програмному;

-      освоїти методи розбиття системи на частини, які реалізуються апаратно, і на частини, які реалізуються програмно;

-      надавати консультації з приводу застосування тих чи інших ПЛІС у різних галузях науки і техніки;

-      написати програму середньої складності на мові VHDL для опису поведінки блоків комп’ютерних систем;

-      розробляти вбудовані мікропроцесорні системи на основі ПЛІС;

-      виконувати цифрову обробку сигналів на ПЛІС.

Зміст дисципліни (тематика):

Тема 1. Вступ. Визначення і місце програмованих логічних інтегральних схем (далі –ПЛІС) у проектуванні цифрових систем і комп’ютерів.

Тема 2. Класифікація цифрових інтегральних схем.

Тема 3. Схемотехніка простих програмованих логічних пристроїв (SPLD): програмована логічна матриця (PLA) та програмована матрична логіка (PAL).

Тема 4. Особливості схемотехніки складних програмованих логічних пристроїв (CPLD).

Тема 5. Особливості побудови і застосування мікросхем програмованих користувачами вентильних матриць FPGA (Field Programmable Gate Arrays).

Тема 6. Особливості застосування ПЛІС різних видів: SPLD, CPLD та FPGA при побудові вузлів комп’ютерних систем.

Тема 7. Особливості схемотехніки системи на кристалі, що програмується (SOC – System on a chip).

Тема 8. Методи і засоби проектування засобів обчислювальної техніки (далі – ЗОТ) із використанням сучасних видів ПЛІС.

Тема 9. Маршрут проектування ЗОТ із використанням ПЛІС на основі мов високого рівня (VHDL, Verilog) засобами сучасних САПР.

Тема 10. Огляд сучасних САПР для ПЛІС: Max+plus II, Quartus та Active HDL.

Тема 11. Мова опису апаратури VHDL. VHDL – погляд схемотехніка.

Тема 12. Мова опису апаратури VHDL. VHDL – погляд програміста.

Тема 13. Основи мови VHDL. Структура проекту. Оператори.

Тема 14. Опис пристроїв комп’ютерної схемотехніки на мові VHDL, що найбільш придатний для синтезу.

Тема 15. Приклади реалізації закінчених цифрових проектів для ПЛІС.

Тема 16. Побудова цифрових фільтрів на ПЛІС засобами САПР фірми Altera.

Тема 17. Проектування цифрових пристроїв на ПЛІС засобами плати Deo-Nano.

Види робіт: лекційні заняття, лабораторні роботи, модульні контрольні роботи, реферати-доповіді, самостійна робота студентів.