Technika układów programowalnych

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 20/x, L/24+

Układy cyfrowe / Wymagania wstępne: znajomość problematyki z zakresu przedmiotu.

Elementy elektroniczne / Wymagania wstępne: znajomość problematyki z zakresu przedmiotu.

Elektronika i Telekomunikacja / Systemy cyfrowe

płk dr hab. inż. Ryszard Szplet

W ramach przedmiotu prezentowane są treści dotyczące budowy i sposobów konfigurowania układów programowalnych PLD i FPGA. Omawiane są systemy projektowe oraz proces projektowania układów cyfrowych z użyciem struktur programowalnych. Realizowane są projekty z zastosowaniem układów programowalnych wiodących producentów (Xilinx, Altera).

Wykłady realizowane są w formie werbalno-wizualnej prezentacji następujących treści:

1. Budowa programowalnych struktur logicznych (PLD), łączniki konfiguracyjne.

2. Złożone programowalne struktury logiczne (CPLD). Programowalne matryce bramkowe (FPGA).

3. Układy specjalizowane ASIC; matryce bramkowe (GA), matryce komórkowe (SC).

4. Interpretacja dokumentacji firmowej, parametry statyczne i dynamiczne programowalnych układów cyfrowych.

5. Proces projektowania układów cyfrowych realizowanych w strukturach programowalnych. Przykładowe projekty.

6. Systemy do projektowania programowalnych układów cyfrowych.

7. Zasady projektowania układów cyfrowych według kryteriów minimalnych powierzchni i mocy strat oraz maksymalnej szybkości działania. Szacowanie opóźnień i mocy strat.

8. Podstawy opisu układów cyfrowych w języku VHDL, instrukcje współbieżne i sekwencyjne.

9. Funkcje i procedury w języku VHDL, przykłady opisu cyfrowych bloków funkcjonalnych w języku VHDL.

10. Przykłady opisu cyfrowych bloków funkcjonalnych.

11. Atrybuty i ograniczenia projektowe. Edytory projektów topograficznych.

12. Symulacja działania projektu. Programy testowe.

13. Programowanie i testowanie układów programowalnych, interfejs JTAG.

Metody dydaktyczne: Werbalno-wizualna prezentacja treści programowych;

Laboratoria /metody dydaktyczne:

Tematy kolejnych zajęć:

1. Projektowanie układów w strukturach programowalnych firmy Altera;

2. Projektowanie układów w strukturach programowalnych firmy Xilinx;

Metody dydaktyczne:

Ćwiczenia praktyczne prowadzone są z użyciem dedykowanych środowisk projektowych. W ramach ćwiczeń studenci wykonują indywidualne projekty układów cyfrowych;

podstawowa:

J. Kalisz, Podstawy elektroniki cyfrowej, 5 wydanie, WKŁ, 2008

J. Kalisz, Język VHDL w praktyce, WKŁ, 2002

K. Skahill, Język VHDL. Projektowanie programowalnych układów logicznych, WNT, 2001

uzupełniająca:

J. Pasierbiński, P. Zbysiński, Układy programowalne w praktyce, WKŁ, 2002

P. Zbysiński, J. Pasierbiński, Układy programowalne: pierwsze kroki, BTC, 2004

Symbol/Efekty kształcenia/ odniesienie do efektów dyscypliny

W1 / Znajomość działania systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne; / K_W01

W2 / Elementarna wiedza w zakresie wytwarzania elementów elektronicznych i układów scalonych / K_W14

W3 / Znajomość metod i technik projektowania układów elektronicznych (również w wersji scalonej, w tym układów programowalnych i specjalizowanych) i systemów elektronicznych, zna języki opisu sprzętu i komputerowe narzędzia do projektowania i symulacji /K_W15

U1 / Umiejętność pozyskiwania informacji z literatury, baz danych i innych źródeł / K_U01

U2 / Umiejętność pracy indywidualnej i w zespole; oszacowania czasu potrzebnego na realizację zleconego zadania; umiejętność opracowania i zrealizowania harmonogramu prac zapewniającego dotrzymanie terminów / K_U02

U3 / Umiejętność posłużenia się właściwie dobranymi środowiskami programistycznymi, symulatorami oraz narzędziami komputerowego wspomagania projektowania, symulacji, weryfikacji i interpretacji wyników w odniesieniu do elementów, układów elektronicznych / K_U10

K1 / Świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania / K_K04

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu;

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: kolokwiów wstępnych, pracy bieżącej i sprawozdań;

Egzamin z przedmiotu jest prowadzony w formie pisemno-ustnej;

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń laboratoryjnych (na podstawie kolokwiów wstępnych, pracy bieżącej i sprawozdań).

efekty W1, W2 i W3 – weryfikowane są na egzaminie;

efekt U1, U2 i U3 – weryfikowane są w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych oraz w pewnym zakresie na egzaminie;

efekt K1 – weryfikowany jest w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych.