Komplex hardvertervezés I.

A tantárgy angol neve: Complex Hardware Design I.

Adatlap utolsó módosítása: 2009. november 2.

Tantárgy lejárati dátuma: 2015. június 30.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Villamosmérnöki Szak

 

Mérnök informatikus szak

 

Szabadon választható tárgy
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIEEBV04   2/0/2/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Ress Sándor László, Elektronikus Eszközök Tanszéke
4. A tantárgy előadója
Dr.Ress Sándor

 

Egyetemi docens

 

EET
Horváth Gyula

 

Egy. tanársegéd

 

EET
Kovács Zoltán György

 

Egy. tanársegéd

 

EET
Marosy Gábor Elemér

 

Doktorandusz

 

EET
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Digitális Technika, Mikroelektronika

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIEE9006") )

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

Ajánlott: Beágyazott információs rendszerek VIMIA359

A tárgyat nem veheti fel, aki már kreditet szerzett a VIEE9006 Digitális áramkörök megvalósítása programozott mikroáramkörökkel I. c. tárgyból.

 

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy bemutatja a mai modern komplex hardver rendszerek tervezését az ötlet megszületésétől a kivitelezésig. A tárgy lényegi célkitűzése az elméleti ismeretek elsajátításán túl a gyakorlatban felmerülő problémák és megoldások ismertetése konkrét esettanulmányokon keresztül. A hallgatók megismerkedhetnek a területen megtalálható piacvezető tervezőrendszerekkel és metódusokkal. A tárgy célja bemutatni a modern hardverelemek világát és a bennük rejlő lehetőségeket. Nagy hangsúlyt fektetünk az ipar által támasztott követelmények ismertetésére és bemutatjuk, miként lehet ezen követelményeknek megfelelő rendszereket tervezni a különböző kapcsolódó területek – gépészet, termikus problémák – figyelembe vételével.

 

 

8. A tantárgy részletes tematikája

1. hét: Bevezetés: doboztól a dobozig, specifikációtól a kész realizált eszközig. A hallgatók megismertetése egy teljes prototípus kivitelezésének feladataival: a specifikálástól a bedobozolt eszközig, kiegészítve a dokumentációs követelményekkel.

 

2. hét: Tervezési metódusok. A komplex tervezésnél fellelhető alternatívák bemutatása, különös tekintettel a speciális szegmensek: rendszertev, hardver, szoftver, megvalósuló háromdimenziós eszköz; szétválasztására a tervezés folyamán.

 

3. hét: A komplex tervezést támogató MCAD és ECAD rendszerek bemutatása. A hallgatók megismerkedhetnek a modern tervezést segítő CAD szoftverekben rejlő lehetőségekkel, különös tekintettel a villamos és gépészeti tervezés határterületére. Meghívott előadó.

 

4. hét: Specifikációs kérdések. Néhány esettanulmányon keresztül bemutatjuk a hallgatóknak, hogy miként határozható meg egy feladat specifikációja szakmai tartalom szempontjából.

 

5. hét: Projekt rendszerterv, ütemezés, Gantt-diagramm és egyéb vizualizációs módszerek. Betekintés a projekt megvalósulásának kulcskérdésébe: a projektfolyamatba. Néhány példán keresztül bemutatásra kerül, milyen okok vezethetnek a projekt kudarcához.

 

6. hét: Rendszerszemlélet, rendszerintegrációs direktívák bemutatása. Különböző bonyolultságú rendszerek alkalmazási terület szerinti osztályozása, néhány esettanulmányon keresztül.

 

7. hét: Feladatok deklarálása, tematikai szétválasztás hardver és szoftver szegmensek szempontjából. Központi HW alternatívák bemutatása feladatbonyolultság szerint. Feladatorientált hardveroptimalizálási lehetőségek áttekintése.

 

8. hét: Hardvermegvalósítási lehetőségek összehasonlítása feladat-orientáció szerint a mikrokontrollerektől a full custom ASIC áramkörökig. Bemutatásra kerülnek a különböző technológiák adta lehetőségek és az összefüggések a specifikáció, rendszerterv és a választott technológia között.

 

9. hét: Kommunikáció összetett rendszerekben, topológiai és technológiai kihívások figyelembe vételével. Alternatívák átfogó elemzése a különböző szinteken: tokon belül, panelen belül, rendszeren belül.

 

10. hét: Vezetékes és vezeték nélküli tápellátás kérdései, szemléletbeli különbségek. Akkumulátorok jellemző típusainak és töltő/vezérlő elektronikáik bemutatása. Akkumulátormodellezés kérdései és töltéskapacitás optimalizálásának lehetőségei mind hardver mind szoftver szempontokból.

 

11. hét: Nagyteljesítményű részegységek integrálhatósága komplex rendszerekbe. Több-tápfeszültségű rendszerek problémakörének bemutatása, teljesítmény-elektronikák integrálhatósági kérdései komplex rendszerekben.

 

12. hét: Fizikai realizáció elektrotermikus vizsgálata. Komplex rendszerek termikus viselkedésének figyelembe vétele a tervezés folyamán. Termikus specifikációtól a rendszer termikus modellezéséig, termikus viselkedés monitorozási és mérési lehetőségei.

 

13. hét: Komplex elektronika illesztése a gépészeti környezethez. Ütközésvizsgálat, integrációs és illesztési problémák feltárásának lehetőségei. Átjárhatóság ECAD és MCAD rendszerek között. Meghívott előadó.

 

14. hét: A félév során tanultak áttekintése és rendszerbe foglalása. Workshop jellegű foglalkozás keretében egy virtuális projekt megtervezése esettanulmányként, megvalósíthatósági tanulmány szintig. Hallgatói ötletek megvitatása.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

            Előadás

10. Követelmények

a.       A szorgalmi időszakban: A félév során 1db ZH elégséges szintű teljesítése. A ZH a végső érdemjegy kialakításában 25% súllyal részt vesz. Házi feladat elkészítése. Feladatkiadás a 4. oktatási héten. Beadás a 13. héten. A Házi feladat a végső érdemjegy kialakításában további 25% súllyal részt vesz.

b.       A vizsgaidőszakban: Írásbeli vizsga szóbeli javítási lehetőséggel.

c.       Elővizsga: Van.

11. Pótlási lehetőségek

Pótzh-t az utolsó oktatási héten, pót-pótzh-t a pótlási héten lehet írni. A házi feladat pótbeadása a pótlási héten lehetséges.

 

12. Konzultációs lehetőségek

Az előadók fogadási idejében, illetve igény szerint egyeztetett időpontban.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    • Dr. Kovács Ferenc: ”Az informatika VLSI áramkörei” Pázmány Egyetem Elektronikus Kiadó, 2004. ISBN 963 86538 4 1
    • Elektronikusan elérhető előadás fóliák
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra56
Félévközi készülés órákra0
Felkészülés zárthelyire8
Házi feladat elkészítése8
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Dr. Ress Sándor

 

Egy. docens

 

EET
Horváth Gyula

 

Egy. tanársegéd

 

EET
Kovács Zoltán György

 

Egy. tanársegéd

 

EET
Marosy Gábor Elemér

 

Doktorandusz

 

EET