LOGIKAI TERVEZÉS PROGRAMOZHATÓ ÁRAMKÖRÖKKEL Előadó: Dr. Oniga István Egytemi docens
A tárgy weboldala http://irh.inf.unideb.hu/user/onigai/ltpa/logikai_tervezes.htmltervezes.html
Adminisztratív információk Tárgy: Logikai tervezés programozható áramkörökkel Oktató: tó Dr. Oniga István (oniga.istvan@inf.unideb.hu) i id Kurzuskód: INBV831 Félév: 1 Típus: Előadás/Gyakorlat Óraszám/hét: 2+2 Kredit: 5 Státusz: Normál Előfeltételek: Digitális technika
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
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
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
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
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)
Vizsgáztatási módszer Megajánlott jegy a ZH + gyakorlatok eredménye alapján Vizsga: írásbeli Osztályozás: Gyakorlati feladatok, 50% Kollokvium, 50%
Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals,ISBN-10: 0132359235 Programable Logic Handbook: PLD, CPLDs and FPGAs - Ashok K. Sharma, 2000; Mark Zwolinski,Digital System Design With VHDL, 2nd Edition, ISBN 0-13-039985-X John F. Wakerly: Digital Design, Prentice Hall, 2001, ISBN 0-13-089896-1 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.
Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Pong P. Chu, FPGA Prototyping By Verilog Examples: Xilinx Spartan-3 Version, ISBN: 978-0-470-18532-2 2 Pong P. Chu, FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx Spartan-3 Version, ISBN: 978-0-470-18531-5 Clive Maxfield, The Design Warrior's Guide to FPGAs. Devices, Tools and Flows, ISBN: 0750676043 Steve Kilts, Advanced FPGA Design: Architecture, Implementation, and Optimization, ISBN: 978-0-470-05437-6
[1] A Xilinx cég honlapja http://www.xilinx.com Hivatkozások [2] Az Altera cég honlapja: http://www.altera.com [3] A LOGSYSY eszköz honlapja http://logsys.mit.bme.hu h [4] A Xilinx tervezőeszközei http://www.xilinx.com/products/design_resources/design_tool/index.htm [5] A Xilinx ISE TM WebPACKTM csomagja http://www.xilinx.com/ise/logic_design_prod/webpack.htm prod/webpack htm [6] A Xilinx ISE TM WebPACKTM telepítése http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/xilinxisewebpacktelepites.pdf [7] Regisztrációs szám az installáláshoz http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/regid.txt [8] A Xilinx WebPACK TM Quick Start Manual http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/qst.pdf [9] A LOGSYS driver http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/logsys/logsys_driver h h / h/f /LOGSYS/LOGSYS i [10] A LOGSYS installálása http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/logsys/logsystelepites.pdf [11] A.NET futtatórendszere http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/logsys/dotnetfx.exe [12] http://www.vhdl-online.de/tutorial/ [13] http://www.asic-world.com/verilog/veritut.html
[1] A Xilinx cég honlapja http://www.xilinx.com Hivatkozások [2] Az Altera cég honlapja: http://www.altera.com [3] A LOGSYSY eszköz honlapja http://logsys.mit.bme.hu h [4] A Xilinx tervezőeszközei http://www.xilinx.com/products/design_resources/design_tool/index.htm [5] A Xilinx ISE TM WebPACKTM csomagja http://www.xilinx.com/ise/logic_design_prod/webpack.htm prod/webpack htm [6] A Xilinx ISE TM WebPACKTM telepítése http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/xilinxisewebpacktelepites.pdf [7] Regisztrációs szám az installáláshoz http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/regid.txt [8] A Xilinx WebPACK TM Quick Start Manual http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/qst.pdf [9] A LOGSYS driver http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/logsys/logsys_driver h h / h/f /LOGSYS/LOGSYS i [10] A LOGSYS installálása http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/logsys/logsystelepites.pdf [11] A.NET futtatórendszere http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/logsys/dotnetfx.exe [12] http://www.vhdl-online.de/tutorial/ [13] http://www.asic-world.com/verilog/veritut.html
Programmable ab Routing 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.
Xilinx ISE bemutatása Sources window (források) Munka ablak (editor) Process window (feldolgozások ) Console (üzenet ablak)
A LOGSYS rendszer LOGSYS Spartan-3E FPGA kártya LOGSYS fejlesztői kábel LOGSYS grafikus felhasználói felület Xilinx Platform Cable USB emulátor LOGSYS FLASH programozó alkalmazás