Onderwijseenheid DIGSE2 Digitale Systeem Engineering 2 (2013-2014) Studiebelasting: 3 ECTS Semester: EP2R, EP2M, EP2V Verantwoordelijke docenten: J.E.J. op den Brouw (Brw) Opbouw onderwijseenheid. OEdeel DIGSE2-wc DIGSE2-pr kwt 3 3 sbu 42 42 theo 14 pract proj 14 toetswijze Open vragen Opdrachten bs 1..10 O/V wf 1 bc 1.0 Relevantie. In de praktijk zien we dat steeds vaker voor complexe digitale schakelingen en intensief rekenkundige schakelingen (bijvoorbeeld Fast Fourier Transformation) de digitale bouwsteen FPGA wordt toegepast. De FPGA heeft als voordeel dat de bouwsteen flexibel is en processen gemakkelijk parallel kunnen worden uitgevoerd. Bij intensief rekenwerk levert deze methode aanzienlijke tijdwinst. Om FPGA's te configureren voor dit soort werk is kennis van rekenkundige bewerkingen en het besturen van processen met behulp van een beschrijvingstaal noodzakelijk. De gebruikte beschrijvingstaal voor de FPGA is VHDL. Met VHDL kunnen besturingen (control) voor processen en rekenkudige bewerkingen worden beschreven, worden gesimuleerd en worden gerealiseerd. In deze module worden schakelingen zoals state machines, datapad, eenvoudige processor etc. beschreven met VHDL. Bij de simulatie wordt gelet op de procesvolgorde en snelheidsoptimalisatie. Het schrijven van een goede testbench is noodzakelijk voor een correctie simulatie van het ontwerp. Elk digitaal systeem heeft een methode om informatie uit te wisselen met de omgeving bijvoorbeeld een ander digitaal systeem. Deze systemen moeten dan betrouwbaar met elkaar communiceren over een zogenaamde bus. Er zijn verschillende bussystemen. De module is een verdieping in de digitale technieken en de beschrijvingstaal VHDL en legt de basis voor het project PRODIG en de minor Embedded Systems uit de leerlijn digitale technieken. Competenties en/of leerdoelen. De beginnende beroepsbeoefenaar demonstreert dat hij een complexe digitale component kan analyseren en een gespecificeerde functie kan beschrijven en configureren. Dit is een competentie voor een beginnende beroepsbeoefenaar. Voor een student die net kennis maakt met digitale systemen wordt de competentie vereenvoudigd. Na deze onderwijseenheid kan de student: • een eenvoudige toestandsmachine analyseren en ontwerpen, • een eenvoudige toestandsmachine beschrijven met VHDL, • de werking van een toestandsmachine demonstreren op het ontwikkelbord, versie 1.3 J.E.J. op den Brouw 1 Onderwijseenheid DIGSE2 Digitale Systeem Engineering 2 (2013-2014) • een datapadstructuur kan opstellen voor een gespecificeerde functie. Plaats in het curriculum. EP1r.1 EP2r.1 EP2r.2 EQ1r.1 DIGSE1 Digitale Systeem Engineering 1 T2 P2 EC 3 DIGSE2 Digitale Systeem Engineering 2 T2 P2 EC 3 INLDIG Inleiding digitale techniek T3 P2 EC 3 PRODIG Project Digitale Systemen T0 P1 EC 3 Figuur 1: Plaats van DIGSE2 in digitale leerlijn Voorkennis: Module INLDIG – Inleiding digitale techniek. Met de kennis en vaardigheden in INLDIG geïntroduceerd zijn, kunnen complexe systemen worden ontworpen zoals toestandsmachines. Het kunnen omgaan met logische expressies, logische schema’s, analyseren van een schakeling en het ontwerpen van combinatoriek is noodzakelijk in DIGSE2. Module DIGSE1 – Digitale Systeem Engineering 1 In DIGSE1 is een basis gelegd van de timing van digitale systemen. Daarnaast is de beschrijvingstaal VHDL geintroduceerd waarmee digitale systemen kunnen worden gesimuleerd en gerealiseerd. Voorbereidend voor: Module DIGSE2 is toeleverancier voor het project PRODIG en het project PROBAS (niet weergegeven). PROBAS is het afsluitende project van de basis. Hier worden alle vakgebieden gecombineerd. versie 1.3 J.E.J. op den Brouw 2 Onderwijseenheid DIGSE2 Digitale Systeem Engineering 2 (2013-2014) Onderwerpen. Door voorziene of onvoorziene omstandigheden kan van dit programma worden afgeweken. De onderwerpen in de theorieles wordt via PowerPoint-slides onder de aandacht gebracht. Van deze slides zijn kopiëen beschikbaar via BlackBoard. Betekenis van de afkortingen in de onderstaande tabel: SG: The Student’s Guide to VHDL DL: Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design H: hoofdstuk (in z’n geheel) P: paragraaf Programma Theorie Week Omschrijving 1 2 3 4 5 6 7 Lesmateriaal Toestandsmachines Toestandsmachines Testbenches Digitale systemen: Datapad & Control, als voorbeeld een berekening Eenvoudige microprocessor - nog in te vullen Uitloop, proeftoets DL: H8 DL: H8 DL: H10 DL: H10 Slides Programma Practicum Week Omschrijving 1 2 3 4 5 6 7 versie 1.3 Simpele toestandsmachine Richtingsdetector Kookwekker Kookwekker Seriële transmissie Seriële transmissie Uitloop J.E.J. op den Brouw 3 Onderwijseenheid DIGSE2 Digitale Systeem Engineering 2 (2013-2014) Studiemateriaal. Verplichte boeken Fundamentals Of Digital Logic With VHDL Design, 3th Edition Stephen Brown, Zvonko Vranesic ISBN: 978-007-126880-6 McGraw-Hill Publishers LET OP!! Internationale editie! The Student’s Guide To VHDL, 2nd Edition Peter Ashenden ISBN: 9781558608658 Morgan Kaufmann Publishers Readers: Kopieën slides via Blackboard Practicumhandleiding via Blackboard Opdrachten via Blackboard Internet sites: http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0073529532/ http://www.ashenden.com.au/vhdl-book/SG2E.html http://www.altera.com/ Benodigde hardware/software. Quartus II 11.1 SP 1 IDE Design Software via www.altera.com Modelsim Altera Version 10.0c Simulation Software via www.altera.com versie 1.3 J.E.J. op den Brouw 4 Onderwijseenheid DIGSE2 Digitale Systeem Engineering 2 (2013-2014) Toetsing. Theorie Aan het einde van het blok wordt in week 8 een open vragen tentamen afgenomen. Tentamens kunnen in principe éénmaal per cursusjaar worden overgedaan. Deze herkansing vindt plaats in week 10 van het blok waarin ook het gewone tentamen plaatsvindt. Het cijfer van dit onderwijsdeel is gelijk aan het hoogste behaalde tentamencijfer of het hertentamencijfer. Practicum Iedere practicumopdracht wordt beoordeeld tijdens de ingeroosterde practicumsessies met een “O” (onvoldoende) of een “V” voldoende. Een opdracht die met een “O” beoordeeld is, kan door de student worden verbeterd en opnieuw worden ingeleverd ter beoordeling. Als er minstens één opdracht is (of blijft) die beoordeeld is met een onvoldoende dan wordt het gehele practicumonderwijsdeel beoordeeld met een onvoldoende. Aan het einde van lesweek 7 wordt het practicumresultaat vastgesteld. Het practicum wordt in principe éénmaal per cursusjaar herkanst. Deze herkansing vindt plaats in week 10 van het blok waarin ook het practicum plaatsvindt. Voor de ingeroosterde practicumsessies geldt een aanwezigheidsplicht. Een gemist practicum moet in overleg met de practicumdocent worden ingehaald. Als minstens één practicumsessie niet bijgewoond is dan wordt het gehele practicumonderwijsdeel beoordeeld met een onvoldoende. Studiepunten De studiepunten voor deze module worden toegekend als het theoriedeel beoordeeld is met een cijfer hoger dan of gelijk aan 5.5 én als het practicumdeel beoordeeld is met een voldoende. versie 1.3 J.E.J. op den Brouw 5
© Copyright 2024 ExpyDoc
