Міністерство освіти І науки україни icon

Міністерство освіти І науки україни




Скачати 66.54 Kb.
НазваМіністерство освіти І науки україни
Дата11.08.2012
Розмір66.54 Kb.
ТипДокументи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ


НаціональнИЙ авіаційнИЙ університет

ІНСТИТУТ НОВІТНІХ ТЕХНОЛОГІЙ



Індекс Н - № - 2



“Затверджую”

Проректор університету

з навчальної роботи

________________ Кулик М.С. “____”_____________ 2008р.




НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА



з дисципліни: Реконфігуровні обчислювальні системи

Спецкурс проф. Опанасенко В.М.

(Інститут кібернетики ім. Глушкова НАНУ)



Усього годин – 972

в тому числі аудиторних – 636

іспит – 1,2,3,4,5,7 семестр











Київ - 2008



Навчальна програма дисципліни " Реконфігуровні обчислювальні системи" складена на основі робочого навчального плану ІНТ (для технічних спеціальностей), затвердженого “______”_____________2008 р.


Навчальну програму склав:


докт.техн.наук, професор Опанасенко Володимир Миколайович


Навчальна програма обговорена і ухвалена на засіданні науково-методичної редакційної ради ІНТ, протокол № від “____”_________2008 року


Голова НМРР ________________ Кузнєцова О.Я.





“Згоден”

Декан ІНТ

______________ О.Я. Кузнєцова

“____” __________ 2008 р.



“Згоден”

Директор ІНТ

______________ В.В. Куліш

“____” __________ 2008 р.















^ 1. Пояснювальна записка


Основна мета дисципліни “Реконфігуровні обчислювальні системи" є формування системи знань і умінь щодо проектування реконфігуровних систем на основі сучасної елементної базі (ПЛІС – програмовані логічні інтегральні схеми) з використанням пакету САПР ПЛІС типу Foundation.


Задачі вивчення дисципліни:

- одержання навичок роботи в системі САПР ПЛІС типу Foundation;

- на основі системного підходу оволодіння знаннями з загальних методів проектування цифрових пристроїв;

- оволодіння навичками програмування мовою VHDL;

- одержання знань про методи опису проекту в системі САПР ПЛІС типу Foundation;

- одержання знань про принципи, методи й технології моделювання цифрових пристроїв у системі САПР ПЛІС типу Foundation;

  • знайомство з новітніми технологіями реконфіговної обробки даних;

  • оволодіння навичками проектування в середовищі системі САПР ПЛІС типу Foundation.


В результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:

  • основні правила роботи в середовищі САПР ПЛІС типу Foundation в якості користувача;

  • основи проектування в системі САПР ПЛІС типу Foundation;

  • методи введення проектів у середовище САПР ПЛІС;

  • мови опису апаратних засобів (мова VHDL);

  • склад реконфігуровних пристроїв;

  • загальні принципи формулювання задач аналізу та обробки даних в їх математичній постановці;

  • перехід від математичній постановці задачі до опису її відомими засобами.


Студент повинен уміти:


  • поставити і сформулювати задачу проектування та вибрати метод її опису в середовищі САПР ПЛІС типу Foundation;

  • проектувати цифрові пристрої за допомогою схемного редактору, граф-схем станів, мови VHDL в середовищі САПР ПЛІС;

  • моделювати запроектовані пристрої в реальному часі;

  • робити оцінку апаратних та часових витрат.

Методи проектування, що вивчаються в даному курсі, і ілюстративні приклади значною мірою пов'язані з предметною галуззю, що визначається спеціальністю, за якою відбувається навчання.

^

2. Зміст навчальної дисципліни



Тема 1. Системи автоматизованого проектування (САПР) цифрових пристроїв на бази програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС). Знайомство з системою САПР ПЛІС типу Foundation.

Загальний огляд систем САПР ПЛІС. Історія появи сучасної елементної бази цифрових пристроїв - ПЛІС. Можливості колишніх і сучасних версій кристалів ПЛІС. Різновиді кристалів ПЛІС: FPGA - Field Programmable Gate Array; CPLD – Complex Programmable Logic Devices.

Тема 2. НВІС типу “система на кристалі” з однорідною структурою (з блоками, які синтезуються цілком).Мікросхеми сімейства APEX, APEXII. Мікросхеми сімейства Virtex, Virtex E, Virtex II, Virtex IIPro.

Тема 3. Основа технології проектування цифрових пристроїв. Структура і організація САПР. Зв‘язок процедури проектування та САПР ПЛІС. Зв‘язок проектної проблеми з вибором САПР.

Тема 4.Мови опису дискретних пристроїв HDL (High Level Hardware Description Language). HDL програма як модель пристрою, який проектується. Типи даних. Структура та поведінка. Стилі опису проектів.

Тема 5. Основи мови VHDL. Мова VHDL як програмне середовище. ENTITY та архітектурні тіла. Типи даних. Сигнали та перемінні (оператор PROGRESS). Атрибути у мови VHDL. Послідовні оператори. Паралельні оператори. Опис типових дискретних пристроїв мовою VHDL. Підпрограми. Сигнали та шини, які дозволено. Структурне представлення проекту. Налагодження та конфігурування компонентів.

Тема 6. Елементі мови Verilog HDL. Типи даних. Операції та вираження. Арифметичні операції. Оператори initial і always. Операції присвоювання. Оператори прийняття рішень. Оператори повторення.

Тема 7.Основні етапи проектування. Вибір елементної бази та САПР. Специфікація проекту. Розробка загальної структури проекту. Змістовний опис проекту та його частин. Компіляція проекту. Верифікація проекту. Визначення часових характеристик пристрою, який розроблено. Організація натурних іспитів.

Тема 8. Установка системи і перші навички роботи в середовищі САПР ПЛІС типу Foundation.

Командне вікно САПР ПЛІС типу Foundation. Відкриття нового проекту. Основні об'єкти в середовищі САПР ПЛІС. Схемна бібліотека. Лінії зв‘язку. Шини зв‘язку. Ієрархічні проекти. Повідомлення про помилки та їхнє виправлення. Збереження проекту.

Загальна характеристика інтерфейсу користувача. Робота з панеллю інструментів. Засоби контролю робочої області і файлової системи. Меню системи. Відкриття вікон для підготовки нових файлів. Завантаження й збереження файлів. Установка шляхів доступу файлової системи. Забезпечення друку.

Тема 9. Головні етапи процесу проектування.

Введення (синтез) проекту за допомогою схемного редактора (Schematic Editor), мови опису апаратури (HDL Editor), редактора граф-схем станів автоматів (State Editor). Моделювання проекту. Розробка та корегування користувальницького файлу обмежень (UCF – User Constraint File). Реалізація схеми проекту. Верифікація схеми проекту. Програмування кристалу з його конфігуруванням (JTAG Programmer), налагодженням (Hardware Debugger) та формуванням файлу завантаження (PROM File Formatter) щодо програматора.

Тема 10. Принципи побудови та проектування реконфігуровних структур за допомогою однорідної бази. Однорідна елементна база – універсальні логічні елементи, багатофункціональні модулі, трансп‘ютери, клітинні автомати, ПЛІС. Типи реконфігуровних пристроїв. Особливості застосування реконфігуровних пристроїв. Методологія проектування адаптивних структур.

Тема 11.Проектування типових реконфігуровних пристроїв на базі ПЛІС. Галузі застосувань типових реконфігуровних пристроїв. Спеціалізовані функціональні елементи. Медіанні фільтри. Розподілена реконфігуровна обробка на прикладі перемноження матриць. Реалізація суматора Хемінга в елементному базису ПЛІС. Структурна організація пристроїв сортування ( лінійний сортувальник, сортувальник на базі пам’яті). Обчислювальні над швидкодіючі системи. Системи цифрової обробки сигналів ( операції з крапкою, що рухається, згідно стандарту ІЕЕЕ-754).

Тема 12. Математичні моделі та структурна організація базових реконфігуровних функціональних блоків. Адаптивна логічна мережа. Структури типу ТМ (“трикутна матриця”) та їх оцінки складності. ТМ із логарифмічною структурою зв‘язків. ТМ із стільниковою структурою зв‘язків. ТМ з асиметричною структурою зв‘язків. Структури типу УТМ (“усічена трикутна матриця”) та їх оцінки складності. Лінійно – блочні структури. Лінійна структура. Лінійка Хемінгу щодо циклічних структур.

Тема 13. Алгоритми адаптації структур базових функціональних блоків до класу задач. Адаптація ТМ до задач класифікації. Перетворювач циклічного коду Хемінга. Суматор Хемінга. Межовий пристрій.

Тема 14. Структурна організація нейроподібних мереж Хемінгу. Мережа Хемінга з максимальною мірою близькості. Мережа Хемінга з межовою мірою близькості. Пристрій щодо розпізнавання.

Тема 15. Принципи побудови та особливості проектування типових реконфігуровних пристроїв на базі ПЛІС. Реконфігуровні процесори (типи). Організація інтерфейсу із зовнішнім середовищем. Конфігурування – функціональна орієнтація процесора “нульовою” архітектурою. Проблема організації пам’яті (лінійна, багатопортова, розподілена). Реконфігуровні мікроконтролери.


^

3. Основна рекомендована література



1. Соловьев В.В. Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем. - М.: Горячая линия - Телеком, 2001. - 636 с.

2. Армстронг Д. Моделирование цифровых систем на языке VHDL. - М.: Мир, 1992. - 175 с.

3. Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.Х., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 608 с.

4. Кнышев Д.А., Кузелин М.О. ПЛИС фирмы “Xilinx”: описание основных семейств. - М.: Издательский дом “Додэка - XXI”, 2001. - 238 с.

5. Кузелин М. ПЛИС CPLD компании Xilinx с малым потреблением. Серия CoolRunner // Компоненты и технологии. - 2001. - №5. - С. 12 -15.с.

6. Палагин А.В., Опанасенко В.Н., Сахарин В.Г. Особенности проектирования цифровых устройств на современных ПЛИС фирмы Xilinx // Проблемы управления и информатики. - 2001. - № 1. - С. 105 - 119.

7. Уоссерман Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика. - М.: Мир, 1992. - 240 с.

Схожі:

Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "А. С. Макаренко" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Василь Сухомлинський" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Софія Русова" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни 01135, м. Київ, проспект Перемоги
Міністерства освіти і науки України від 17. 04. 2009 року №341 «Про затвердження Плану дій щодо вдосконалення викладання дисципліни...
Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Петро Могила" Міністерства освіти І науки України
Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської І севастопольської міських...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
Міністерство освіти і науки Автономної Республіки Крим, управління (департаменти) освіти і науки обласних, Київської і Севастопольської...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту Автономної Республіки Крим, управління (департаменти) освіти і науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту Автономної Республіки Крим, управління (департаменти) освіти і науки обласних, Київської...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи