Předmět: Návrh hardwarových komponent

» Seznam fakult » FM » MTI
Název předmětu Návrh hardwarových komponent
Kód předmětu MTI/NHK
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný, Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Kolář Milan, doc. Ing. CSc.
Obsah předmětu
<u>Získané kompetence:</u> Student může uplatnit získané znalosti při praktické realizaci číslicových i analogových systémů. Zvládne úplnou metodiku návrhu zejména nejpoužívanějších programovatelných hradlových polí od popisu chování systému, přes simulaci až k praktické realizaci. <u>Témata přednášek:</u> Možnosti realizace systémů, projektování elektronických systémů, dělení ASIC, systémový návrh, úrovně abstrakce. Jazyky pro popis technických prostředků, jazyk VHDL - entita, architektura, styly, porty, datové typy a objekty, přiřazování signálů, definice procesů, popisy synchronních a asynchronních dějů, definice stavových automatů, popis sběrnic, komponenty, funkce, procedury. Programovatelné zakázkové obvody (dělení, principy, architektury, významné funkční bloky, obvody nejvýznamnějších výrobců) Analogové zakázkové integrované obvody (principy, základní funkční bloky, VHDL-AMS). Návrh použitím makrobloků (HW a SW makra, IP core) Návrh snadno testovatelných obvodů (základní metody) Technologie výroby IO (principy, charakteristické vlastnosti) Zásady návrhu spolehlivých elektronických systémů. <u>Náplň cvičení:</u> Seznámení s návrhovým systémem Quartus II plus firmy Altera, postup návrhu. Příklady popisu různých typů elektronických funkčních bloků (kombinačních, sekvenčních, stavových automatů, aj.) pomocí jazyka VHDL a jejich simulace v návrhovém systému. Příklady tvorby číslicových a analogových programovatelných obvodů a jejich praktická realizace. Individuální zadání samostatných projektů - návrh a realizace elektronických systémů využitím programovatelných hradlových polí.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Dialogické metody (diskuze, rozhovor, brainstorming), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce)
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
Výstupy z učení
Předmět se zabývá moderní metodikou návrhu elektronických zařízení. Základem je popis chování systémů využitím jazyka VHDL a následná simulace v návrhových systémech. Dále jsou zde probírány různé architektury zakázkových integrovaných obvodů a jejich použití při realizaci elektronických systémů. Laboratorní cvičení jsou zaměřena na praktický návrh obvodů využitím systému Quartus II firmy Altera a speciálních vývojových kitů.
Student získá základní poznatky o aplikacích zakázkových integrovaných obvodů a metodice jejich návrhu.
Předpoklady
Podmínka registrace: základní znalosti na úrovni předmětu Číslicová elektronika

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Aktivní účast na cvičeních, vypracování zadané semestrální práce. Předpokládá se znalost základních číslicových funkčních bloků.
Doporučená literatura
  • Clive "Max" Maxfield. The Design Warriors Guide to FPGAs: Device, Tools and Flows. Newnes, 2004. ISBN 0750676043.
  • Kolouch, J. Jazyk Verilog a jeho užití při modelování a syntéze číslicových systémů. VUTIUM, Brno, 2012. ISBN 978-80-2144-516-1.
  • Kolouch, J. Programovatelné logické obvody a modelování číslicových systémů v jazycích ABEL a VHDL. VUT, Brno, 2000.
  • Král, J. Řešené příklady ve VHDL. Hradlová pole FPGA pro začátečníky. BEN-technická literatura, 2010. ISBN 978-80-7300-257-2.
  • Pinker, J., Poupa, M. Číslicové systémy a jazyk VHDL. BEN, Praha, 2006. ISBN 80-7300-198-5.
  • Salcic, Z., Smailagic, A. Digital Systems Design and Prototyping. Kluwer Academic Publishers, 2000. ISBN 0-7923-7920-9.
  • Šťastný, J. FPGA prakticky. Realizace číslicových systémů pro programovatelná hradlová pole. BEN-technická literatura, 2010. ISBN 978-80-7300-261-9.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Informační technologie (2013) Kategorie: Informatické obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Mechatronika (2016) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Automatické řízení a inženýrská informatika (2016) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní