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

Elektronika tervezés alapjai, digitális elektronika tervezés alapjai, C/C++ nyelveken való programozás.

A tárgy bemutatja a hardver rendszerek tervezésének, megvalósításának és ellenőrzésének módjait. Tárgyalja az ide kapcsolódó aktuális trendeket és ezek hatását a tervezésre.

Előadások:

1. Bevezető: a digitális rendszer megvalósítási alternatívái. Alkalmazásspecifikus rendszerek, mikroprogramozott, firmware és programozható kapumátrixok.
2. A digitális rendszermodellezésbeli elvonatkoztatási szintek, Gajski-Kuhn Y-diagram, top-down and bottom-up tervezési megközelítések. A komplexitás kezelése.
3. Automatizálás, silicon compilerek. Szimulációs módszerek, szoftver megoldások.
4. Rendszerszint modellezés. Rendelkezésre álló hardver modellezési nyelvek: SystemC, VHDL, Verilog és Verilog-AMS.
5. Bevezetés a SystemC-be és a CatapultC nyelvekbe. Tervezési gyakorlatok.
6. SystemC tervezési gyakorlatok.
7. A VHDL/Verilog nyelv részletes ismertetése.
8. Az analóg és kevert módú rendszerek leírásának problémái. A Verilog-AMS nyelv részletes ismertetése, folytonos időbeli modellezés, frekvencia-tartománybeli és zajmodellezés.
9. Fizikai megvalósítási technológiák: ROM memória blokkok, FPGA és FPLA mátrixok, mikrokontrollerek, és ASIC.
10. Rendszerszintézis az eszközválasztás függvényében: FPGA, FPAA, FPMA, SiP és SoC eszközök.
11. Az FPGA tervezési folyamat bemutatása.
12. Hardver-szoftver együttes tervezés, VC (virtuális komponens) és IP (szellemi tulajdon) alapú tervezés.
13. Tesztelés és verifikáció. Tesztelhetőségre tervezés (Dft).
14. IC és MEMS együttes tervezés, MEMS integráció.

Gyakorlatok:

1-4. hét: C++ használata specifikációra és digitális rendszerek rendszer-szintű leírására.

5-8. hét: System C alapú tervezés. System C modulok használata, verifikáció céljából próbapadok létrehozása.

9-14. hét: VHDL és Verilog tervezési gyakorlatok, szimulációs és szintézis példák.

Előadás, melyhez gyakorlatok keretében példákat ismertetünk esettanulmány jelleggel és on-line számítógépes bemutatóval.

a. A szorgalmi időszakban:

A tárgyból egy nagyzárthelyit íratunk a 10. héten.

Belépő tesztek a tantermi gyakorlatokon: belépő tesztek nem ismételhetők.

A vizsgára bocsátás és aláírás szerzés feltétele a minimum elégséges zárthelyi eredmény és a belépő tesztek min. 2/3-ának sikeressége.

b. A vizsgaidőszakban: vizsga, a vizsga módja írásbeli.

c. Elővizsga: van

A tárgyból 1 pótZH-t iratunk a szorgalmi időszakban:

Ha egy hallgatónak a pótZH is sikertelen, akkor megismételheti, de csak egyszer ismételhető.

Az előadókkal egyeztetett időpontokban.

Kötelező tananyag:

-       Az előadók által készített, rendszeresen frissített elektronikus jegyzetek.

Ajánlott tananyag:

-       David Money Harris, Sarah L. Harris: Digital Design and Computer Architecture

-       Thorsten Grötker, Stan Liao, Grant Martin, Stuart Swan: System Design with SystemC

-       Peter J. Ashenden: Digital Design - An Embedded System Approach Using VHDL