Difference between revisions of "LU-DIP-M11:index"

From DiLab
Jump to: navigation, search
(→‎Mērķi)
(→‎Vērtējums kursā)
 
(23 intermediate revisions by 2 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{TocRight}}
{{TocRight}}
=Digitālā projektēšana [M]=
=Digitālā projektēšana [M]=
LU Maģistratūras kurss.
LU Maģistrantūras kurss.

===SVARĪGI===
Ar šo semestri LU DF '''nebūs iespējams izlikt kursā atzīmi''', ja nebūs aizpildīta kursa vērtējuma aptauja kas pieejama LUIS sistēmā. Tāpēc visiem studentiem lūdzu to savlaicīgi izdarīt.



====Mērķi====
====Mērķi====
Line 7: Line 11:
* Iepazīties ar digitālās projektēšanas plūsmu un procesiem
* Iepazīties ar digitālās projektēšanas plūsmu un procesiem
* Praktizēties digitālu ciparu iekārtu izstrādē uz FPGA, sākot ar vienkāršām loģiskām iekārtām līdz pat sarežģītām, piemeram konvejiera procesoram vai grafiskam kontrolierim.
* Praktizēties digitālu ciparu iekārtu izstrādē uz FPGA, sākot ar vienkāršām loģiskām iekārtām līdz pat sarežģītām, piemeram konvejiera procesoram vai grafiskam kontrolierim.

====Komunikācija====
Diskusijām un projekta realizācijai izveidota [http://groups.google.com/group/dip-m11?hl=lv&pli=1 DIP-m11 Google grupa]


====Mājas un citi iesniedzamie darbi====
====Mājas un citi iesniedzamie darbi====
Line 12: Line 19:
* E-pasta Subj. ir sekojošs: "'''DIP MD1 Vards Uzvards'''" - piemērs pirmajam mājasdarbam. Vārds uzvārds rakstāmi latīņu burtiem - bez garumzīmēm un tml. (failu sistēmu saderībai).
* E-pasta Subj. ir sekojošs: "'''DIP MD1 Vards Uzvards'''" - piemērs pirmajam mājasdarbam. Vārds uzvārds rakstāmi latīņu burtiem - bez garumzīmēm un tml. (failu sistēmu saderībai).
* Teksts noformējams PDF faila formātā. Piemēram MD2 fails būtu sekojošs: '''DIP_MD2_Vards_Uzvards.pdf'''
* Teksts noformējams PDF faila formātā. Piemēram MD2 fails būtu sekojošs: '''DIP_MD2_Vards_Uzvards.pdf'''
* Iesniedzamie projektu faili arhivējami tgz formātā, sekojoši: '''DIP_MD2_Vards_Uzvards.tgz''' Atspiežot šo failu tam jārada direktorija ar tādu pašu nosaukumu, kur atrodas visi faili. Ņemiet vērā ka izpildāmos failus sūtīt nevar - gmail neņem tos pretī, un vērtēšanai parasti pietiek ar dizaina failiem, piem. programmu tekstiem un Makefile ja tāds ir.


====Vērtējums kursā====
====Vērtējums kursā====
Saskaņā ar kursa aprakstu, kursa galējais vērtējums sastāv no sekojošām komponentēm:
* 10% - dalība lekcijās un diskusijās
* 20% - mājas darbi
* 40% - praktiskie darbi
* 30% - eksāmens: kursa projekts


== Kalendārs ==
== Kalendārs ==
Line 24: Line 37:
|-
|-
| 10.02.2011.
| 10.02.2011.
| Ievads digitālajā projektēšanā. izstrādes soļi. Dažādi testēšanas un simulēšanas līmeņi. Salīdzinājums ar programmatūras izstrādi.
| Ievads
| Praktiskais darbs PD1.
⚫
|
|-
|-
| 17.02.2011.
| 17.02.2011.
| Loģiskie elementi un shēmas. Loģikas izteiksmes un patiesību tabulas. Karno kartes. Loģiskās shēmas ģenerēšana no izteiksmes vai tabulas. Triggeri.
⚫
|
|
|
|-
|-
| 24.02.2011.
| 24.02.2011.
| Citi loģiskie elementi. Multipleksori, dešifratori u.c. Hierarhiska loģisko elementu projektēšana. Reģistra faila piemērs. Loģisko primitīvu uzbūve. lauka tranzistors un CMOS tehnoloģija. NOT, NOR un NAND elementi ar tranzistoriem.
⚫
|
| Uzdots MD1: uzzīmēt divu ieeju XOR implementāciju ar: 1. loģiskiem elementiem; 2. ar loģiskiem elementiem bet nekrustojot vadus; 3. ar lauka tranzistoriem.
|
|-
|-
| 03.03.2011.
| 03.03.2011.
|
|
|
Elektronisko čipu izstrāde un izmaksas. Tīrās istabas, derīgo čipu proporcija "yield" un faktori kas to ietekmē. Čipu maskas un to izmaksas. Čipu attēli, "Digital zoo".

HDL - aparatūras apraksta valodas. Ievads Verilog.
⚫
|
Uzdots MD2: Projektēt summatoru diviem 4-bitu skaitļiem. Iesniegt risinājumu un novērtējumu ātrdarbībai, kas mērīts aizturēs. Noformēt risinājumu kā pdf failu.

'''Termiņš''' MD1.
|-
|-
| 10.03.2011.
| 10.03.2011.
| Atskats MD risinājumos. Bitu saskaitīšana. pus-saskaitītājs un pilnais saskaitītājs (half-adder, full-adder). Saskaitīšanas arhitektūras un paātrināšana. Ripple carry, carry-lookahead, carry-select un tabulas metodes.
|
|
|
'''Termiņš''' MD2, iesniegt elektroniski līdz 10:00.
|-
|-
| 17.03.2011.
| 17.03.2011.
| Digitāla signāla aizture. Pulkstenis, takts frekvences ģenerators. Digitāli kontrolējami oscilatori (DCO), to kalibrācija un pielietojums mikrokontrolieros. Takts nobīde (clock skew). Pulksteņa sadalījums digitālās ierīcēs, H-koki.
|
|
|
'''Termiņš''' PD1-1b, līdz 14:00.
|-
|-
| 24.03.2011.
| 24.03.2011.
| Praktiskie darbi
|
|
|
'''Termiņš''' MD3. Kursa projekta pieteikums, uz vienas lapas PDF formātā. Ko projektēt, un kāpēc.

'''Termiņš''' PD2, līdz 14:00.
|-
|-
| 31.03.2011.
| 31.03.2011.
| Praktiskie darbi
|
|
|
'''Termiņš''' PD3, līdz 14:00.
|-
|-
| 07.04.2011.
| 07.04.2011.
| Procesora arhitektūra. Reģistru fails, ALU. Instrukciju reģistrs un dekodētājs. IP reģistrs. Nulles reģistrs. Datu plūsma un tās kontrole. Zīmes paplašinātājs. Konveijera izpilde un tās tipiskās fāzes.
|
|
|
|-
|-
| 14.04.2011.
| 14.04.2011.
| CPU veiktspējas uzlabošana. Superskalāras arhitektūras. Vairāki paralēli izpildāmi ALU un citi moduļi. Mūra likums. Ievads kešatmiņās un lokalitātes princips. Datu un instrukciju kešatmiņas. Spekulatīva izpilde. "Branch prediction". "Value prediction". Trace caches, un value caches.
|
|
|
|-
|-
| 21.04.2011.
| 18.04.2011. - 25.04.2011.
| ''Lieldienu brīvdienas''
|
|
|
|-
|-
| 28.04.2011.
| 28.04.2011.
| Darbs pie projekta.
|
|
|
|-
|-
| 05.05.2011.
| 05.05.2011.
| Stāvokļu diagrammas, galīgie automāti un to realizācija HDL valodās.
|
|
|
|-
|-
| 12.05.2011.
| 12.05.2011.
| Praktiskā projekta izstrāde.
|
|
|
|-
|-
| 19.05.2011.
| 19.05.2011.
| Praktiskā projekta izstrāde.
|
|
|
|-
|-
| 26.05.2011.
| 26.05.2011.
| Projekts: risku vadība, minimālā funkcionalitāte, moduļu saskarnes, moduļu sadarbība.
|
|
|
|-
|-
| xx.06.2011.
| xx.06.2011.
| Projekta pabeigšana un gatavošanās eksāmenam.
| Projekta pabeigšana un gatavošanās eksāmenam.
⚫
|
⚫
|-
| 20.06.2011.
| '''Eksāmens''' - projekta demonstrācija 10:30 R19-312.telpā.
|
|
|}
|}



== Praktiskie darbi ==
== Praktiskie darbi ==
Line 175: Line 203:
* [http://lslwww.epfl.ch/pages/teaching/cours_lsl/sl_info/vhdl-tutorial.pdf VHDL Tutorial II (84 pages)] PDF 391.95KB
* [http://lslwww.epfl.ch/pages/teaching/cours_lsl/sl_info/vhdl-tutorial.pdf VHDL Tutorial II (84 pages)] PDF 391.95KB


==== Citi kursi ====
==== Citi kursi un saites ====


* Papildus informācija un resursi iepriekšējo gadu kursu portālos: [[LU-DIP-B10:index | 2010-B]], [[LU-DIP-B09:index | 2009-B]], [[LU-DIP-B:index | 2008-B]]
* Papildus informācija un resursi iepriekšējo gadu kursu portālos: [[LU-DIP-B10:index | 2010-B]], [[LU-DIP-B09:index | 2009-B]], [[LU-DIP-B:index | 2008-B]]
* [http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/webdemos/toc.html Hades demonstration applets]

Latest revision as of 18:34, 20 June 2011

Digitālā projektēšana [M]

LU Maģistrantūras kurss.

SVARĪGI

Ar šo semestri LU DF nebūs iespējams izlikt kursā atzīmi, ja nebūs aizpildīta kursa vērtējuma aptauja kas pieejama LUIS sistēmā. Tāpēc visiem studentiem lūdzu to savlaicīgi izdarīt.


Mērķi

  • Iepazīties ar digitālās projektēšanas plūsmu un procesiem
  • Praktizēties digitālu ciparu iekārtu izstrādē uz FPGA, sākot ar vienkāršām loģiskām iekārtām līdz pat sarežģītām, piemeram konvejiera procesoram vai grafiskam kontrolierim.

Komunikācija

Diskusijām un projekta realizācijai izveidota DIP-m11 Google grupa

Mājas un citi iesniedzamie darbi

  • Darbi iesniedzami elektroniski, pa epastu pasniedzējam.
  • E-pasta Subj. ir sekojošs: "DIP MD1 Vards Uzvards" - piemērs pirmajam mājasdarbam. Vārds uzvārds rakstāmi latīņu burtiem - bez garumzīmēm un tml. (failu sistēmu saderībai).
  • Teksts noformējams PDF faila formātā. Piemēram MD2 fails būtu sekojošs: DIP_MD2_Vards_Uzvards.pdf
  • Iesniedzamie projektu faili arhivējami tgz formātā, sekojoši: DIP_MD2_Vards_Uzvards.tgz Atspiežot šo failu tam jārada direktorija ar tādu pašu nosaukumu, kur atrodas visi faili. Ņemiet vērā ka izpildāmos failus sūtīt nevar - gmail neņem tos pretī, un vērtēšanai parasti pietiek ar dizaina failiem, piem. programmu tekstiem un Makefile ja tāds ir.

Vērtējums kursā

Saskaņā ar kursa aprakstu, kursa galējais vērtējums sastāv no sekojošām komponentēm:

  • 10% - dalība lekcijās un diskusijās
  • 20% - mājas darbi
  • 40% - praktiskie darbi
  • 30% - eksāmens: kursa projekts

Kalendārs

Datums, nedēļa Kursa saturs / prezentācijas Praktiskie darbi un uzdevumi
10.02.2011. Ievads digitālajā projektēšanā. izstrādes soļi. Dažādi testēšanas un simulēšanas līmeņi. Salīdzinājums ar programmatūras izstrādi. Praktiskais darbs PD1.
17.02.2011. Loģiskie elementi un shēmas. Loģikas izteiksmes un patiesību tabulas. Karno kartes. Loģiskās shēmas ģenerēšana no izteiksmes vai tabulas. Triggeri.
24.02.2011. Citi loģiskie elementi. Multipleksori, dešifratori u.c. Hierarhiska loģisko elementu projektēšana. Reģistra faila piemērs. Loģisko primitīvu uzbūve. lauka tranzistors un CMOS tehnoloģija. NOT, NOR un NAND elementi ar tranzistoriem. Uzdots MD1: uzzīmēt divu ieeju XOR implementāciju ar: 1. loģiskiem elementiem; 2. ar loģiskiem elementiem bet nekrustojot vadus; 3. ar lauka tranzistoriem.
03.03.2011.

Elektronisko čipu izstrāde un izmaksas. Tīrās istabas, derīgo čipu proporcija "yield" un faktori kas to ietekmē. Čipu maskas un to izmaksas. Čipu attēli, "Digital zoo".

HDL - aparatūras apraksta valodas. Ievads Verilog.

Uzdots MD2: Projektēt summatoru diviem 4-bitu skaitļiem. Iesniegt risinājumu un novērtējumu ātrdarbībai, kas mērīts aizturēs. Noformēt risinājumu kā pdf failu.

Termiņš MD1.

10.03.2011. Atskats MD risinājumos. Bitu saskaitīšana. pus-saskaitītājs un pilnais saskaitītājs (half-adder, full-adder). Saskaitīšanas arhitektūras un paātrināšana. Ripple carry, carry-lookahead, carry-select un tabulas metodes.

Termiņš MD2, iesniegt elektroniski līdz 10:00.

17.03.2011. Digitāla signāla aizture. Pulkstenis, takts frekvences ģenerators. Digitāli kontrolējami oscilatori (DCO), to kalibrācija un pielietojums mikrokontrolieros. Takts nobīde (clock skew). Pulksteņa sadalījums digitālās ierīcēs, H-koki.

Termiņš PD1-1b, līdz 14:00.

24.03.2011. Praktiskie darbi

Termiņš MD3. Kursa projekta pieteikums, uz vienas lapas PDF formātā. Ko projektēt, un kāpēc.

Termiņš PD2, līdz 14:00.

31.03.2011. Praktiskie darbi

Termiņš PD3, līdz 14:00.

07.04.2011. Procesora arhitektūra. Reģistru fails, ALU. Instrukciju reģistrs un dekodētājs. IP reģistrs. Nulles reģistrs. Datu plūsma un tās kontrole. Zīmes paplašinātājs. Konveijera izpilde un tās tipiskās fāzes.
14.04.2011. CPU veiktspējas uzlabošana. Superskalāras arhitektūras. Vairāki paralēli izpildāmi ALU un citi moduļi. Mūra likums. Ievads kešatmiņās un lokalitātes princips. Datu un instrukciju kešatmiņas. Spekulatīva izpilde. "Branch prediction". "Value prediction". Trace caches, un value caches.
18.04.2011. - 25.04.2011. Lieldienu brīvdienas
28.04.2011. Darbs pie projekta.
05.05.2011. Stāvokļu diagrammas, galīgie automāti un to realizācija HDL valodās.
12.05.2011. Praktiskā projekta izstrāde.
19.05.2011. Praktiskā projekta izstrāde.
26.05.2011. Projekts: risku vadība, minimālā funkcionalitāte, moduļu saskarnes, moduļu sadarbība.
xx.06.2011. Projekta pabeigšana un gatavošanās eksāmenam.
20.06.2011. Eksāmens - projekta demonstrācija 10:30 R19-312.telpā.

Praktiskie darbi

PD1

Izveidot shēmu kas

  • izspīdina divu slēdžu xor funkciju, uz viena LED
  • mirkšķina otru LED aptuveni divas reizes sekundē.
  • ar slēdzi aptur otrā LED mirgošanu.

Nokompilēt shēmu uz Xilinx iekārtu un uzlādēt uz Spartan 3E iekārtas. Demonstrēt rezultātus un pirmkodu projektam.

PD1b

Izpildīt PD1 ar Verilog valodas palīdzību shēmas vietā.

PD2

Izstrādāt iekārtu kas izspīdina pievienotas klaviatūras SCAN koda pēdējo baitu uz 8 LED-iem.

PD3

Izstrādāt iekārtu kas izvada uz monitora 8x8 rūtiņu šaha laukumu.


Saites

Digital design textbooks @ Digilent Inc.

Xilinx ISE WebPACK 12.2

Xilinx Spartan-3E

Video applications using FPGA

HDL tutorials

Citi kursi un saites

Retrieved from "http://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-DIP-M11:index&oldid=2573"