BME VIK - Tervezés programozható eszközökkel

vissza a tantárgylistához nyomtatható verzió

Tervezés programozható eszközökkel

A tantárgy angol neve: Design with Programmable Devices

Adatlap utolsó módosítása: 2009. október 26.

Tantárgy lejárati dátuma: 2012. június 1.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak, MSc képzés

Kötelezően választható tárgy

Tantárgykód	Szemeszter	Követelmények	Kredit	Tantárgyfélév
VIEEM349	3	2/1/0/v	4

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Hosszú Gábor,

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Hosszú Gábor	Egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz
Bognár György	Egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz
Horváth Gyula	Egyetemi tanársegéd	Elektronikus Eszközök Tsz

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elektronika, Digitális technika, Programozás

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
Jelen tárgy mellett nem vehetők fel a következő tárgyak: VIAUA347, VIAUA348 és aVIIIA349.

7. A tantárgy célkitűzése A tárgy bemutatja az áramkörök tervezésének, realizálásának és ellenőrzésének módjait a kisebb sorozatú gyártásban vagy prototípus készítésekor használt programozható eszközök esetében. Megismerteti a rendszerek magas szintű leírására és tervezésére szolgáló nyelveket, a programozható eszközök típusait, a hozzájuk kapcsolódó fejlesztő rendszereket. Bemutatja a hardware-tervezés alternatíváit a specifikációtól a kész eszközig.

8. A tantárgy részletes tematikája

Bevezetés: a programozható eszközök és felosztásuk. Custom, semi-custom (standard cellás) IC tervezés Field programmable eszközök, E(E)PROM, SRAM, FPLA, FPLD, FPGA. Tervezési metodikák ismertetése (Top-Down, stb.), tervezési technikák, tervezés szintjei Moore törvényei, mérettcsökkenés problémái és ennek kivetülése az eszközeinkre.
Mikroprocesszor, GPP, speciális célprocesszorok, network processzor, kép- és jelfeldolgozó processzorok fajtái és használatuk alternatívái.
Részletes bevezetés a mikrokontrollerek világába (CISC, RISC, Neumann, Harward), azok általános felépítése, és néhány tipikusan használt család bemutatása.
Atmelek, családtípusok, egyéb részegységek: AD/DA, WDG, PWM, stb.
A mikrokontrollerekben található részegységek ismertetése: Prifériák: USART, UART, SPI, I2C, CAN, USB, SM busz, stb.
FPGA-k részletes ismertetése, felépítésük, huzalozási rendszerek, alap blokkok felépítése CLB, LE. Specifikus egységek: AMBA, Rocket I/O, memóriablokkok, DSP blokkok stb.
Virtex 5 ismertetése, újdonságok, trendek. Xilinx és Altera összehasonlítása.
FPAA felhasználási területek, építőkövek, ezek félvezetőn való megvalósíthatóságának kérdései, Anadigm típus ismertetése.
Napjaink speciális célprocesszorai: Network processzorok. Alkalmazási területeik, alternatíváik, fejlesztés és tervezés problémaköre. Néhány típus részletes ismertetése.
DSP-k alkalmazásuk: orvosbiológia, hadiipar, stb. (FFT, FIR stb.). Tulajdonságaik, vendorok, néhány család felépítésének ismertetése. Ciklikus buffer, bit-reversed címzés.
Neurális hálózatok: előzmények, lehetőségel, felépítés. Hárdveres és Szoftveres megvalósítás lehetőségei, szenzorhálózatok.
Hardver-szoftver együttes tervezés (co-design), VC (Virtual Component) és az IP (Intellectual Property) alapú tervezés, SiP, SoC, PSoC. HW-SW tervezési problémák vizsgálata a tanultak alapján. Kitekintés a jelenleg uralkodó trendekre.
Hardverleító nyelvek: Verilog, VHDL, System C, stb.
Esettanulmányok - mikrokontroller és FPGA tervezési példák: program és adatmemória, I/O műveletek, megszakítás, USB illesztés, beviteli eszközök illetve kijelzők illesztése, működtetése.
Altera Quartus II fejlesztői környezet, az Altera DE2 fejlesztőpanel részletesebb ismertetése.

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

Előadás, melynek keretében gyakorlati ismereteket nyújtó példákat ismertetünk, esettanulmány jelleggel, esetenként on-line számítógépi demonstrációval..

10. Követelmények a. A szorgalmi időszakban:

A tárgyból egy nagyzárthelyit íratunk. A vizsgára bocsátás és aláírás szerzés feltétele a minimum elégséges zárthelyi eredmény. A megszerzett aláírást későbbi vizsgázás esetén a TVSz szerint elfogadjuk.

b. A vizsgaidőszakban:

A tárgy vizsgával zárul. A vizsgáztatás módja: írásbeli vizsga, amelynek alapján a hallgatók elégségestől jóig megajánlott jegyet kapnak. Az elégtelen írásbeli elégtelen vizsgát jelent. A többiek javításért illetőleg jelesért szóbelizhetnek.

c. Elővizsga: van

11. Pótlási lehetőségek

A zh a szemeszter folyamán egy alkalommal pótolható, a pótlási időszakban pót-pót zh írható.

12. Konzultációs lehetőségek A zárthelyi illetve a vizsgaalkalmak előtt – az előadókkal történő előzetes megbeszélés alapján – konzultációs lehetőséget biztosítunk.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Dr. Kovács Ferenc: ”Az informatika VLSI áramkörei” Pázmány Egyetem Elektronikus Kiadó, 2004. ISBN 963 86538 4 1

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	10
Felkészülés zárthelyire	20
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	48
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Hosszú Gábor	Egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz
Bognár György	Egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz
Horváth Gyula	Egyetemi tanársegéd	Elektronikus Eszközök Tsz

Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Tervezés programozható eszközökkel