PROGRAMOZHATÓ LOGIKAI ESZKÖZÖK. Elıadó: Dr. Oniga István Egytemi docens

Átírás

1 PROGRAMOZHATÓ LOGIKAI ESZKÖZÖK Elıadó: Dr. Oniga István Egytemi docens

2 A tárgy weboldala

3 Adminisztratív információk Tárgy: Oktató: Dr. Oniga István Kurzuskód: TFBE1607-E Félév: 1 Típus: Elıadás/Gyakorlat Óraszám/hét: 2+2 Kredit: 3+1 Státusz: Normál Elıfeltételek: TFBE1210 Digitalis technika 2

4 Az előadás célja A digitális tervezés alapfogalmainak megismerése A legelterjedtebb FPGA családok belsı felépítésének megismerése Hardverleíró (HDL) nyelvek megismerése Megismerni az eszköz programozási tulajdonságait. A Xilinx fejlesztıi környezet megismerése Digitális áramkörök tervezése, fejlesztése Spartan-3E FPGA fejlesztıpaneleken

5 1. Adminisztráció. Alapfogalmak Tárgyleírás 2. Egyszerő programozható logikai áramkörök (SPLD): PAL, PLA, GAL, PROM áramkörök 3. Konfigurálható makrocellás PLD-k: CPLD, FPGA áramkörök 4. Digitális rendszerek számítógépes tervezése. Programozható logikai áramkörök fejlesztırendszerei. 5. Digitális terv elkészítése. A tervezés lépései a feladat meghatározásától, a teljes digitális rendszer megvalósításáig. 6. Rajz, illetve hardver leíró nyelv (HDL) alapú tervezés. A hardver programozás fogalma. 7. Kombinációs és szekvenciális áramkörök rajz alapú tervezése

6 Tárgyleírás 8. Hardver leíró nyelvek (VHDL, Verilog) alapjai. Egy rendszer leírásmódjai HDL-ben. 9. A Verilog nyelv alapelemei, egyszerő áramkörök modellezése 10. A testbench fogalma, prototípus tesztelés 11. Számlálók, regiszterek. 12. Állapotautomaták FPGA-val 13. Tervezési példák HDL nyelven 14. ZH

7 Laborgyakorlat 1. Adminisztráció, bevezetık Gyakorlati tudnivalók, balesetvédelem Jegyzetanyagok, Segédeszközök, 2. Ismerkedés az ISE fejlesztırendszerrel és a BASYS 2 kártyával 3. Elsı projekt (Rajz) egyszerő logikai kapuk. Második projekt (Verilog) egyszerő logikai kapuk 4. Komparátor. Multiplexer 5. Fél összeadó. Teljes összeadó 6. Kódolok, dekódolok. 7. Számlálók

8 Laborgyakorlat 8. 4 digites hétszegmenses kijelzı meghajtása 9. Pontmátrix kijelzı 10. Másodpercszámláló (4 digites). 11. Digitális óra 12. Jelzılámpa Jelzılámpa 2 (másodperc számlálóval) 14. Stopwatch (IPcore használata, DCM használata) 15. Memóriák 16. PWM 17. Értékelés (4 óra)

9 Vizsgáztatási módszer Megajánlott jegy a ZH + gyakorlatok eredménye alapján Vizsga: írásbeli Osztályozás: Gyakorlati feladatok, 50% Kollokvium, 50%

10 Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals,ISBN-10: Programable Logic Handbook: PLD, CPLDs and FPGAs - Ashok K. Sharma, 2000; Mark Zwolinski,Digital System Design With VHDL, 2nd Edition, ISBN X John F. Wakerly: Digital Design, Prentice Hall, 2001, ISBN Logic and Computer Design Fundamentals - M. Morris Mano; Charles R. Kime, editia 2, Prentice Hall, 1997; Digital Design principles and Computer Arhitecture - Edward Karalis, Prentice Hall, 1999.

11 Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Pong P. Chu, FPGA Prototyping By Verilog Examples: Xilinx Spartan-3 Version, ISBN: Pong P. Chu, FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx Spartan-3 Version, ISBN: Clive Maxfield, The Design Warrior's Guide to FPGAs. Devices, Tools and Flows, ISBN: Steve Kilts, Advanced FPGA Design: Architecture, Implementation, and Optimization, ISBN:

12 Hivatkozások [1] A Xilinx cég honlapja [2] Az Altera cég honlapja: [3] A LOGSYSY eszköz honlapja [4] A Xilinx tervezıeszközei [5] A Xilinx ISE TM WebPACKTM csomagja [6] A Xilinx ISE TM WebPACKTM telepítése [7] Regisztrációs szám az installáláshoz [8] A Xilinx WebPACK TM Quick Start Manual [9] A LOGSYS driver [10] A LOGSYS installálása [11] A.NET futtatórendszere [12] [13]

13 Hivatkozások [1] A Xilinx cég honlapja [2] Az Altera cég honlapja: [3] A LOGSYSY eszköz honlapja [4] A Xilinx tervezıeszközei [5] A Xilinx ISE TM WebPACKTM csomagja [6] A Xilinx ISE TM WebPACKTM telepítése [7] Regisztrációs szám az installáláshoz [8] A Xilinx WebPACK TM Quick Start Manual [9] A LOGSYS driver [10] A LOGSYS installálása [11] A.NET futtatórendszere [12] [13]

14

15 Programmable Routing 16

16 Az ISE fejlesztőrendszer Xilinx ISE - Integrated Software Environment integrált szoftverkörnyezet a Xilinx cég FPGA-ihoz és CPLD-ihez kifejlesztett szoftver. ISE WebPack - ISE rendszer egyszerőbb, de funkcionálisan komplett változata csak a Xilinx cég IC-ivel való implementálást támogatja, nem támogatja az összes család összes IC-jét, hanem tipikusan csak a kisebb komplexitásúakat, ingyenes szoftver, szabadon letölthetı.

17 Xilinx ISE bemutatása Sources window (források) Munka ablak (editor) Process window (feldolgozások ) Console (üzenet ablak)

18 A Digilent Basys 2 rendszer BASYS 2 - Spartan-3E FPGA kártya ADEPT SUITE - grafikus felhasználói felület