Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»



Скачать 142.21 Kb.
Дата31.12.2012
Размер142.21 Kb.
ТипРабочая учебная программа
Министерство науки и образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

МФТИ (ГУ)
«Утверждаю»

Проректор по учебной работе

_______________ Д.А.Зубцов

«___»______________ 20___ г.

Рабочая УЧЕБНАЯ Программа
По дисциплине: Основы проектирования на FPGA

По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»

магистерская программа: 010974 – Телекоммуникационные сети и системы

Факультет радиотехники и кибернетики

Кафедра проблем передачи и обработки информации

Курс: 1 (магистратура)

Семестр – осенний Экзамен: 1 семестр
Трудоёмкость: вариативная часть – 2 зач.ед.,

в том числе:

лекции: вариативная часть – 34 часа

самостоятельная работа: вариативная часть – 24 часа

подготовка к экзамену: вариативная часть – 1 зач.ед.
ВСЕГО АУДИТОРНЫХ часов 34
Программу составил ассистент А.О. Орлов
Программа обсуждена на заседании кафедры 28 мая 2012 года

Заведующий кафедрой А.П. Кулешов

академик РАН

Объем учетной нагрузки и виды отчетности





Вариативная часть, в том числе:

2 зач.ед.


Лекции

34 часа


Самостоятельные занятия

24 часа


Промежуточная аттестация


нет

Итоговая аттестация

экзамен во 1-м семестре магистратуры (1 зач.ед.)

ВСЕГО

2 зач.ед. (58 часа + 1 зач.ед.)



  1. Цели и задачи дисциплины



Цель дисциплиныосвоение студентами основ проектирования на FPGA.

Задачи:

  • фундаментальная подготовка студентов в области проектирования на FPGA;

  • формирование подходов к выполнению самостоятельных исследований студентами в области проектирования на FPGA.




  1. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры



Дисциплина «Основы проектирования на FPGA» включает в себя разделы, которые могут быть отнесены к вариативной части цикла М.2.

Дисциплина «Основы проектирования на FPGA» базируется на материалах курсов бакалавриата: базовая и вариативная часть Б.2 и Б.3 УЦ ООП.

  1. Компетенции, формированию которых способствует освоение дисциплины



Освоение дисциплины «Основы проектирования на FPGA» способствует формированию следующих общекультурных и общепрофессиональных интегральных компетенций магистра:

а) общекультурные (ОК):

  • способность использовать на практике углубленные фундаментальные знания, полученные в области естественных и гуманитарных наук, и обладать научным мировоззрением (ОК-1);

  • способность ставить, формализовать и решать задачи, уметь системно анализировать научные проблемы, генерировать новые идеи и создавать новое знание (ОК-2);

  • способность самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности знания и умения, в том числе в новых областях (ОК-3);

  • способность формулировать устно и письменно свою точку зрения, владеть навыками ведения научной и общекультурной дискуссий на русском и английском языках (ОК-4);

б) профессиональные (ПК):

  • способность применять в своей профессиональной деятельности углубленные знания, полученные в соответствии с профильной направленностью (ПК-1);

  • способность ставить задачи теоретических и (или) экспериментальных научных исследований и решать их с помощью соответствующего физико-математического аппарата, современной аппаратуры и информационных технологий (ПК-2);

  • способность самостоятельно осваивать новые дисциплины и методы исследований (ПК-3);

  • способность применять современные методы анализа, представления и передачи информации, использовать пакеты прикладных программ по профилю подготовки (ПК-4);

  • способность определять вместе с коллективом исполнителей направления собственной научной, технической или инновационной деятельности, выбирать подходы к решению конкретных исследовательских и (или) инновационных задач (ПК-7);

  • способность самостоятельно и (или) в составе исследовательской группы разрабатывать, исследовать и применять математические и физические модели для качественного и количественного описания явлений и процессов и (или) разработки новых технических средств (ПК-9).



  1. Знания, умения и навыки, формированию которых способствует освоение дисциплины



Освоение дисциплины «Основы проектирования на FPGA» способствует формированию комплекса знаний и навыков, благодаря которым обучающийся должен

а) знать:

  • особенности построения систем ЦОС, предназначенных для реализации в FPGA;

  • методы разработки и верификации HDL описания систем ЦОС;

  • способы отладки систем ЦОС в FPGA;

б) уметь:

  • строить математические модели систем ЦОС, подходящие для реализации на FPGA;

  • описывать модели на HDL, верифицировать их с помощью моделирования;

  • реализовывать полученные модели в FPGA;

в) владеть:

  • навыком освоения большого объема информации;

  • навыками постановки научно-исследовательских задач и навыками самостоятельной работы.



  1. Структура и содержание дисциплины



Лекции

№ п.п.

Тема

Число аудиторных часов

Число часов самостоятельной работы

1

Введение. Обзор основных практических задач ЦОС. Обзор современной элементной базы ЦОС (процессоры, FPGA, заказные и полузаказные СБИС). Обзор других применений FPGA (высокоскоростные интерфейсы, управление периферией, прототипирование).

4

3

2

Базовые элементы и схемы цифровой схемотехники, применяемые при разработке систем на FPGA.

2

1

3

Маршрут проектирования в современных средствах САПР. Варианты описания цифровой логики, схемный ввод, история развития языков описания аппаратуры  -   AHDL, Verilog, VHDL.

4

3

4

Основные сведения об устройстве  FPGA.  

1. История развития программируемой цифровой логики.

2. Архитектура FPGA, CPLD, встроенные модули, интерфейсы,  программирование FPGA.

3. Вопросы быстродействия.

6

4

5

Основные вопросы дизайна с использованием HDL. 

1. Verilog, типы данных, выражения, синтаксис. Типы присваиваний, модельное время. Синхронный и асинхронный дизайн.

2. Verilog, gate-level, RTL, синтезируемое описание. Модули, иерархия.

3. Verilog, моделирование с задержками, системные функции, директивы компилятора, несинтезируемые конструкции.

4. VHDL, основные понятия.

8

6

6

Верификация, создание тестовых окружений, System Verilog/ SystemC.

4

3

7

Маршрут проектирования систем ЦОС в современных средствах САПР под FPGA. 

1. Основные приёмы синтеза и отладки для FPGA.  SDC описание временных ограничений. Использование IP ядер, soft-процессоров. Описание интерфейсов.   

2. Этапы проектирования при  разработке систем ЦОС.  Разработка систем на базе моделей Matlab.

6

4

ВСЕГО

34 часа

24 часа

ИТОГО

58 часов



Виды самостоятельной работы

№ п.п.

Темы

Количество часов

1

Изучение теоретического курса – выполняется самостоятельно каждым студентом по итогам каждой из лекций, результаты контролируются преподавателем на лекционных занятиях, используются конспект (электронный) лекций, учебники, рекомендуемые данной программой.

10

2

Решение задач по заданию (индивидуальному где требуется) преподавателя – решаются задачи, выданные преподавателем по итогам лекционных занятий и сдаются в конце семестра, используются конспект (электронный) лекций, учебники, рекомендуемые данной программой, а также сборники задач, включая электронные.

14

3

Подготовка к экзамену

1 зач.ед.

ВСЕГО

24 часа +

1 зач.ед.



  1. Образовательные технологии




п/п

Вид занятия

Форма проведения занятий

Цель

1

Лекция

Изложение теоретического материала

Получение теоретических знаний по дисциплине

2

Самостоятельная работа студента

Самостоятельная работа

Получение дополнительных знаний и подготовка к экзамену



  1. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов



Перечень контрольных вопросов для сдачи экзамена в 1-ом семестре магистратуры

п.п.

Тема

1

Обзор основных практических задач ЦОС. Обзор современной элементной базы ЦОС.

2

Обзор применений FPGA.

3

Базовые элементы и схемы цифровой схемотехники.

4

Варианты описания цифровой логики, схемный ввод, HDL.

5

Архитектура FPGA, встроенные модули, интерфейсы,  программирование FPGA.

6

Вопросы быстродействия и синхронизации при разработке на HDL.

7

Verilog, типы данных, выражения, синтаксис.

8

Типы присваиваний, модельное время.

9

Синхронный и асинхронный дизайн.

10

Gate-level, RTL, синтезируемое описание.

11

Верификация, создание тестовых окружений.

12

Маршрут проектирования систем ЦОС в современных средствах САПР под FPGA. 

13

Основные приёмы синтеза и отладки для FPGA.  SDC описание временных ограничений.

14

Использование IP ядер, soft-процессоров при разработке для FPGA.

15

Разработка систем на базе моделей Matlab.

16

Этапы проектирования при  разработке систем ЦОС. 

17

Несинтезируемые конструкции, моделирование с задержками.

18

VHDL, System Verilog, основные понятия.



  1. Материально-техническое обеспечение дисциплины




Необходимое оборудование для лекций и практических занятий: доска, ноутбук и мультимедийное оборудование (проектор или плазменная панель).
Обеспечение самостоятельной работы:

http://www.asic-world.com

http://www.sunburst-design.com/papers/

www.altera.com

www.xilinx.com

http://www.verilog.com/

  1. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины



Основная литература





  1. Clive Maxfield. The Design Warrior's Guide to FPGAs: Devices, Tools and Flows. 2004. – 542 с.

  2. IEEE Standard Verilog® Hardware Description Language.

  3. System Verilog 3.1a Language Reference Manual.

  4. IEEE Standard VHDL Language Reference Manual.

  5. Williams J. Digital VLSI Design with Verilog: A Textbook from Silicon Valley Technical Institute. Dordrecht : Springer, 2008.

  6. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 528 с.

  7. Поляков А.К. Языки VHDL и VERILOG в проектировании цифровой аппаратуры. М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2009. - 314 с.

Похожие:

Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Технологии канального уровня беспроводных сетей По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»

Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Технологии цифровой сотовой связи и телевидения По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»

Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Основы управления проектами По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
Дисциплина «Основы управления проектами» включает в себя разделы, которые могут быть отнесены к вариативной части цикла
Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Проектирование и архитектура программных систем По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
Цель дисциплины – получение теоретических знаний о принципах, технологии, методах и средствах проектирования архитектуры программных...
Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Математическая статистика По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
Цель дисциплины – освоение студентами основных понятий и методов математической статистики
Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Теоретические основы беспроводной связи По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
...
Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Имитационное моделирование сетей и систем беспроводной связи По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
Цель дисциплины – освоение студентами избранных глав теории моделирования и элементов статистической обработки результатов
Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Теория оптимизации По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
Дисциплина «Теория оптимизации» включает в себя разделы, которые могут быть отнесены к вариативной части цикла
Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Цифровая обработка сигналов По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
...
Рабочая учебная программа По дисциплине: Основы проектирования на fpga по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» iconРабочая учебная программа По дисциплине: Избранные главы теории вероятностей По направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
Цель дисциплины – освоение студентами избранных глав теории вероятностей, в частности, теории массового обслуживания и теории случайных...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org