2025/2026
Углубленное программирование на HDL
Статус:
Маго-лего
Кто читает:
Департамент электронной инженерии
Когда читается:
2, 3 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Коновальцев Антон Вячеславович
Язык:
русский
Контактные часы:
60
Программа дисциплины
Аннотация
В рамках изучения курса студенты, обладая знаниями по схемотехнике электронных устройтв, изучают программирование на семействе языков описания аппаратуры HDL с акцентом на программирования FPGA устройств. В рамках курса изучается: назначение и особенности языков семейства HDL, основы языка VHDL, основы языка VERILOG, основы языка SystemVerilog, понятие синтезируемого подмножества языков HDL, применение синтезируемых подмножеств языков HDL для описания разрабатываемых устройств на базе микросхем FPGA или заказных микросхем, применение языков HDL для тестирования разрабатываемых цифровых устройств, организация взаимодействия языков HDL с файловой системой компьютера, программные продукты, поддерживающие HDL. Дается краткий обзор программ QUARTUS, Modelsim, Vivado, Active-HDL. Разбираются примеры реальных разработок и тестовых проектов с применением языков HDL. Изучается демонстрационный проект «Система на модуле» на основе микросхемы ПЛИС фирмы XILINX (AMD) и системы проектирования VIVADO. Проводится разработка и верификация IP-блоков с интерфейсом AXI-4, AXI4-Lite и AXI-Stream.
Цель освоения дисциплины
- Дать углубленные знания и навыки в области разработки быстродействующих электронных вычислительных систем и устройств на программируемых логических интегральных схемах и специализированных микросхемах
Планируемые результаты обучения
- Знать основы цифровой схемотехники
- Знать перечень основных интерфейсов цифровых устройств и принцип их работы
- Понимать источник требований к проекту программного обеспечения ПЛИС или к проектам заказных цифровых микросхем
- Знать о наличии и возможностях средств проектирования цифровых устройств с применением HDL
- Знать основы языка VHDL
- Знать основы языка Verilog
- Знать основы языка SystemVerilog
- Уметь аргументированно выбирать язык HDL
- Знать требования к программам TestBench
- Уметь формировать задание на разработку TestBench
- Иметь представление о целях, задачах и маршрутах проектирования цифровых устройств на основе микросхем ПЛИС
Содержание учебной дисциплины
- Основы цифровой схемотехники
- Интерфейсы вычислительных устройств, системные шины
- Маршрут проектирования цифровых устройств
- Средства моделирования и проектирования, поддерживающие языки HDL
- Основы языка VHDL
- Основы языка Verilog
- Основы языка SystemVerilog
- Разработка программ TestBench
- Примеры разработки цифровых устройств с использованием HDL
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Дэвид, М. Х. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера / М. Х. Дэвид, Л. Х. Сара. — Москва : ДМК Пресс, 2017. — 792 с. — ISBN 978-5-97060-522-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/97336 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Логическое проектирование и верификация систем на SystemVerilog, Томас, Д., 2019
- Основы языка VHDL : учеб. пособие для вузов, Бибило, П. Н., 2012
- Основы языка проектирования цифровой аппаратуры Verilog, Соловьев, В. В., 2014
Рекомендуемая дополнительная литература
- Цифровая схемотехника : учеб.пособие, Угрюмов, Е. П., 2001