Основы проектирования устройств на базе ПЛИС

Программа включает в себя основы проектирования цифровой схемотехники. Основы описания архитектуры в ПЛИС на языках VHDL и VERILOG. Методики использования инструментов среды разработки Intel Quartus Prime Lite Edition и методы использования инструментов моделирования и отладки проектов пакета ModelSIM.

На курсе даются базовые знания, которые применимы для любых ПЛИС. Altera является инструментом демонстрации принципов программирования на ПЛИС.

Высылаем отладочную плату для отработки практики.

Тематический план курса:

1. Булева алгебра. Основы. Начало работы в Quartus Prime Schematic
Представление чисел в бинарном виде, булевые функции, базовые теоремы, Упрощение термов, Карты Карно. Процесс создания простейшего проекта для ПЛИС с использованием схемного описания.
Теория и практическая работа.

2. Основы работы в симуляторе ModelSim. Методология тестирования
Общий подход к процессу моделирования на примере проекта. Формирование тестовых воздействий без написания тестбенчей. Процесс контроля работы тестируемой системы.
Теория и практическая работа.

3. Основы цифровой схемотехники
Комбинационная логика: схемы и принципы работы.
Теория и практическая работа + дополнительное задание.

4. Асинхронные последовательные схемы
Рассмотрение небольших схем с переходом к большим схемам. Использование задержек установки выходных значений.
Теория и практическая работа.

5. Защелки и триггеры
Формирование защелок и триггеров в ПЛИС. Разработка цифровых схем с использованием триггеров.
Теория и практическая работа +дополнительные задание.

6. Регистры
Формирование и применение регистров в ПЛИС.
Теория и практическая работа +дополнительные задание.

7. Мультиплексоры
Описание понятий мультиплексоров и их применение в ПО ПЛИС.
Теория и практическая работа.

8. Счетчики
Создание и применение счетчиков в ПЛИС.
Теория и практическая работа +дополнительные задание.

9. Этапы проектирования цифровых устройств на базе ПЛИС
Описание по этапности процесса разработки ПО ПЛИС (от разработки ТЗ до отладки ПО).
Теория и практическая работа.

10. Контроль сложности проектов. Основные принципы и техники
Техника разработки проектов от простого к сложному и разбиение сложных задач на более простые.
Теория и практическая работа.

11. Основы языка VHDL
Основы языка. Структура исходного кода, типы данных, сигналы и переменные. Последовательный и параллельный код. Компонент, процедуры и функции. Пакеты. Отладка работы проекта в ModelSIM. Формирование тестовых воздействий с помощью тестбенч.
(практические работы - написание ПО) + дополнительные задания.

12. Основы языка Verilog
Основы языка. Структура исходного кода. Модули. Типы данных. Параллельные и последовательные блоки и операторы. Задачи и функции. Отладка работы проекта в ModelSIM. Формирование тестовых воздействий с помощью тестбенч. (практические работы - написание ПО) + дополнительные задания.

13. Построение архитектуры проекта с использованием IP-ядер
Ручное использование IP-ядер (проект с использованием ФАПЧ и памяти).
Теория и практическая работа - написание ПО, +дополнительные задания.

14. Основы Platform Designer
Сборка проекта из IP-ядер в Platform Designer. Интеграция своего компонента в Platform Designer. Теория и практическая работа - написание ПО.

15. Итоговая аттестационная работа (Термоиндикатор с управлением по RS232)