LOGIKAI TERVEZÉS. Előadó: Dr. Oniga István Egytemi docens

Átírás

1 LOGIKAI TERVEZÉS PROGRAMOZHATÓ ÁRAMKÖRÖKKEL Előadó: Dr. Oniga István Egytemi docens

2 A tárgy weboldala

3 Adminisztratív információk Tárgy: Logikai tervezés programozható áramkörökkel Oktató: tó Dr. Oniga István i id Kurzuskód: INBV831 Félév: 1 Típus: Előadás/Gyakorlat Óraszám/hét: 2+2 Kredit: 5 Státusz: Normál Előfeltételek: Digitális technika

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

5 Tárgyleírás 1. Alapfogalmak 2. Egyszerű programozható logikai áramkörök (SPLD): PAL, PLA, GAL, PROM áramkörök 3. Komplex programozható logikai áramkörök: CPLD és FPGA áramkörök 4. A hardver programozás fogalma. Programozható logikai áramkörök fejlesztőrendszerei. A tervezés lépései a feladat meghatározásától, a teljes digitális rendszer megvalósításáig. 5. Rajz, illetve hardver leíró nyelv (HDL) alapú tervezés. Hardver leíró nyelvek (VHDL, Verilog) 6. A Verilog nyelv alapelemei, l egyszerű ű áramkörök ök modellezése

6 Tárgyleírás 7. A testbench fogalma, prototípustesztelés 8. RTL-szintü kombinációs áramkörök tervezése 9. Szekvenciális áramkörök tervezése 10. A HDL további nyelvi elemei 11. Számlálók, regiszterek tervezése 12. Állapotautomaták FPGA-val 13. Tervezési példák HDL nyelven 14. ZH

7 Laborgyakorlat 1. Adminisztráció, i ió bevezetők Gyakorlati tudnivalók, balesetvédelem Jegyzetanyagok, Segédeszközök, ök 2. Ismerkedés az ISE fejlesztőrendszerrel és a LOGSYS kártyával 3. Első projekt (Rajz) egyszerű logikai kapuk 4. Második projekt (Verilog) egyszerű logikai kapuk 5. Számlálók (Verilog) 6. Komparátorok. Multiplexerek. 7. Fél összeadó. Teljes összeadó

8 Laborgyakorlat 8. Kódolok, dekódolok. k 4 digites hétszegmenses kijelző meghajtása Pontmátrix kijelző 9. Másodpercszámláló (4 digites) 10. Digitális óra 11. Jelzőlámpa 1. Jelzőlámpa 2 (másodperc számlálóval) 12. Stopwatch (IPcore használata, DCM használata) 13. Memoriák 14. PWM 15. 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 [1] A Xilinx cég honlapja Hivatkozások [2] Az Altera cég honlapja: [3] A LOGSYSY eszköz honlapja h [4] A Xilinx tervezőeszközei [5] A Xilinx ISE TM WebPACKTM csomagja prod/webpack htm [6] A Xilinx ISE TM WebPACKTM telepítése [7] Regisztrációs szám az installáláshoz [8] A Xilinx WebPACK TM Quick Start Manual [9] A LOGSYS driver h h / h/f /LOGSYS/LOGSYS i [10] A LOGSYS installálása [11] A.NET futtatórendszere [12] [13]

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

14

15 Programmable ab 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 egyszerűbb, 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 letölthető.

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

18 A LOGSYS rendszer LOGSYS Spartan-3E FPGA kártya LOGSYS fejlesztői kábel LOGSYS grafikus felhasználói felület Xilinx Platform Cable USB emulátor LOGSYS FLASH programozó alkalmazás