Kursplan fastställd 2024-02-02 av programansvarig (eller motsvarande).
Kursöversikt
- Engelskt namnDesign of digital electronic systems
- KurskodDAT094
- Omfattning7,5 Högskolepoäng
- ÄgareMPEES
- UtbildningsnivåAvancerad nivå
- HuvudområdeDatateknik, Elektroteknik
- InstitutionMIKROTEKNOLOGI OCH NANOVETENSKAP
- BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd
Kurstillfälle 1
- Undervisningsspråk Engelska
- Anmälningskod 15117
- Max antal deltagare48
- Blockschema
- Sökbar för utbytesstudenterNej
Poängfördelning
Modul | LP1 | LP2 | LP3 | LP4 | Sommar | Ej LP | Tentamensdatum |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0120 Laboration 7,5 hp Betygsskala: TH | 7,5 hp |
I program
- MPEES - INBYGGDA ELEKTRONIKSYSTEM, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatorisk)
- MPEPO - HÅLLBARA ELKRAFTSYSTEM OCH ELEKTROMOBILITET, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
- MPHPC - HÖGPRESTERANDE DATORSYSTEM, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
- MPICT - INFORMATIONS- OCH KOMMUNIKATIONSTEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
- MPSYS - SYSTEMTEKNIK, REGLERTEKNIK OCH MEKATRONIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
Examinator
- Lars Svensson
- Docent, Mikrovågselektronik, Mikroteknologi och nanovetenskap
Behörighet
Grundläggande behörighet för avancerad nivåSökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.
Särskild behörighet
Engelska 6Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.
Kursspecifika förkunskaper
Grundkurser i logikkonstruktion och elektronikkretsar. Grundläggande färdigheter i hårdvarubeskrivande språk (VHDL eller Verilog).Syfte
Kursen kombinerar en översikt av konstruktionsplattformar med djupdykningar inom utvalda områden för att ge studenten praktiska insikter i hur man bygger avancerade inbyggda elektroniksystem. Ett fokus är konstruktion av digital hårdvara med bas i hårdvarubeskrivande språk och motsvarande hjälpmedel och representationer. Abstraktionsnivån sträcker sig från småskalig kombinatorisk och sekventiell logik till att styra dataflöden mellan större moduler. Ickefunktionella krav såsom prestanda grundas på elektroniknivån.
Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)
- Specificera hårdvarubeteende med hierarkiska och parametriserade beskrivningar.- Implementera och verifiera digitala delar av elektroniksystem i FPGAer med hjälp av hårdvarubeskrivande språk (HDLer) samt enkla konstruktionsverktyg (EDA-verktyg) såsom HDL-simulatorer och syntesverktyg.
- Diskutera hur konstruktionsbeslut kan påverka kostnader för konstruktion, tillverkning och användning av digitala elektroniksystem och -komponenter.
- Redogöra för kostnader, prestanda och andra signifikanta egenskaper hos vanliga teknologiplattformar (FPGA, ASIC, mjukvara på processor, komponenter på kretskort, ).
- Redogöra för metoder för kommunikation och synkronisering mellan hårdvarukomponenter; och välja mellan alternativa metoder utgående från kapacitet och kostnader.
- Skriva en labbrapport med kvantitativa resultat, med balans mellan text och data (grafik och tabeller) och väl avvägd datakommentering.
Innehåll
Kursen behandlar grundläggande konstruktionsaspekter för digitala elektroniksystem, med tyngdpunkt på moderna HDL- och verktygsbaserade metoder. Den bygger på och utvidgar kunskaper och färdigheter från grundläggande nivå. Stoffet är uppdelat i fyra huvudteman:
- Kombinatorisk och sekvensiell logik: beskrivningar på grindnivå och RTL-nivå; tillståndsmaskiner; hårdvarubeskrivande språk (HDLer).
- Hierarki och aritmetik: instantiering och parametrisering; HDL- och skript-baserad parametrisering; talrepresentationer.
- Icke-funktionella aspekter och kostnadsmått: hårdvaruuppbåd / chipyta; bandbredd, fördröjning, effekt; pipelining, iterationsgränser; teknologialternativ.
- Block-till-block-kommunikation: bussar, handskakning, protokoll, metastabilitet; nätverk på chip; FIFO-buffertar; klockdomäner.
Laborationer baseras på konfigurerbar hårdvara (FPGA) som programmeras i VHDL och C/C++/SystemC.
Organisation
Varje huvudtema bygger på föreläsningar, övningar, hemarbeten och obligatoriska laborationer. Laborationsrapporter och andra inlämningar används för betygssättning.Litteratur
VHDL-litteratur är användbar för labkursen och senare kurser inom EESD-programmet. Vi rekommenderar läroboken Dally et al: "Digital Design Using VHDL: a Systems Approach" och referensboken Ashenden: "Designer's Guide to VHDL" (den senare finns tillgänglig som E-bok från Chalmers' bibliotek); andra bra VHDL-böcker kan också användas. Forskningsartiklar och annat kompletterande material görs tillgängliga under kursens gång.Examination inklusive obligatoriska moment
Examination och betygssättning grundas på genomförande av obligatoriska laborationer samt på obligatoriska och frivilliga inlämningar i varje tema. För godkänt betyg på kursen krävs godkända prestationer i samtliga teman.Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.