Programovatelné logické obvody
4 ECTS
(2 hodiny přednášek, 2 hodiny cvičení)
Cíle předmětu: Předmět vysvětluje základy architektur CPLD a FPGA různých výrobců (Altera, Lattice a Xilinx), funkci a použití programovatelných logických obvodů, základy jazyka VHDL a hardwarových algoritmů. Popis základních prvků číslicového systému jazykem VHDL (popis log. hradel, multiplexerů, klopných obvodů, pamětí RAM a ROM, stavových automatů, RTL popis, synchronní návrh). Návrh a ověření funkce navrženého číslicového systému v jazyce VHDL funkční a časovou simulací, praktické ověření návrhu na obvodech FPGA. Realizace a použití softwarových procesorů v obvodech FPGA. Číslicové zpracování signálu v obvodech FPGA.
Obsah:
- Úvod, prog. log. obvody, vývojové generace PLD obvodů, realizace log. funkcí v PLD.
- Architektury SPLD, CPLD a FPGA. Základy jazyka VHDL, syntaxe, entita, architektura
- Paralelní příkazy - výrazy nepodmíněné, podmíněné a výběrové, komponenty, procesy
- MUX (when-else, with-select, process-case), procesy, citlivostní seznam, wait
- Popis klopných obvodů RS, D, parametrizovatelný kód pomocí generate, loop
- Architektury a vlastnosti moderních obvodů typu FPGA
- Realizace pamětí (asynchronní/ synchronní ROM, jedno a dvou bránová RAM, FIFO)
- Architektury a vlastnosti moderních obvodů typu CPLD
- Automatizované test benche, sériový vysílač a přijímač
- Atributy typů, podtypů, polí, signálů a entit, uživatelem definované atributy
- Knihovny balíčků (package), knihovna parametrizovatelných modulů (LPM 2 0 0)
- Popis stavových automatů Moorova a Mealyho typu ve VHDL, práce se soubory
- Realizace a použití softwarových procesor.
- Číslicové zpracování signálu v obvodech FPGA.