044-2015-03 Презентация ПЛИС
advertisement
Презентация по программе «Проектирование аппаратуры на ПЛИС. Современные подходы и средства разработки» СОДЕРЖАНИЕ УМК ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ 1 «Общие сведения о ПЛИС» ПК-12 ПК-5 Общие сведения о ПЛИС Тема 1.2 + + + + Основные сведения об архитектуре ПЛИС Тема 1.3 + + + + + Адаптивные логические модули Тема 1.4 + + + + + Трассировочные ресурсы сигналов синхронизации Тема 1.5 + + + + + Встроенные блоки ФАПЧ Тема 1.6 + + + + + Встроенные блоки памяти Тема 1.7 + + + + + + + + + + + + + + + + + + ПК-6 ПК-4 + ПК-3 + ПК-2 Наименование и содержание разделов профессионального модуля Раздел 1. ПК-8 Программа модуля с указанием приобретаемых слушателями компетенций Трудоемкость раздела профессионального модуля Общие сведения о ПЛИС Тема 1.1 9 Встроенные блоки цифровой обработки сигналов Тема 1.8 Блоки ввода/вывода Тема 1.9 Стандарты ввода/вывода Перечень профессиональных компетенций Шифр комп. Профессиональные компетенции ПК-2 Уметь выполнять оценку ресурсов устройства и выбирать вариант физической реализации ПК-3 Уметь составлять частные технические задания для проектирования отдельных узлов цифрового устройства ПК-4 Уметь проектировать сценарий работы устройства для различных режимов ПК-5 Уметь проектировать различные фрагменты цифрового устройства с учетом особенностей применяемых компонентов ПК-6 Уметь работать с технической документацией, в том числе, и на английском языке ПК-8 Уметь формулировать требования к конструкции печатных плат ПК-12 Уметь планировать работы по системной отладке Контрольно-измерительные материалы для входного, текущего и итогового контроля Входной контроль осуществляется перед началом курсов повышения квалификации для определения уровня подготовленности слушателей к усвоению материала. Текущий контроль проводится в форме мини-опроса на лекционных занятиях, в виде практических работ по соответствующим разделам и темам профессионального модуля. Итоговый контроль проводится в виде выпускной аттестационной работы. Контрольно-измерительные материалы для входного контроля Список вопросов 1.Двоичная и шестнадцатеричная системы счисления 2.Логические операции 3.Комбинационные цепи и схемы 4.Дискретные автоматы с памятью 5.Типы запоминающих устройств 6.Дискретизация сигналов (аналого-цифровое преобразование) Контрольно-измерительные материалы для текущего контроля Список вопросов 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Типы ПЛИС Элементы архитектуры ПЛИС Цепи синхронизации ПЛИС Использование блоков ФАПЧ Особенности использования блоков памяти в ПЛИС Применение блоков цифровой обработки сигналов Архитектура блоков ввода-вывода Поддерживаемые стандарты ввода-вывода Контрольно-измерительные материалы для итогового контроля Примерная тематика аттестационных заданий по модулю Типы ПЛИС Элементы архитектуры ПЛИС Цепи синхронизации ПЛИС Использование блоков ФАПЧ Особенности использования блоков памяти в ПЛИС Применение блоков цифровой обработки сигналов Архитектура блоков ввода-вывода Поддерживаемые стандарты ввода-вывода Методические рекомендации для слушателей по выполнению практических работ Методические указания к практическим занятиям излагаются в лекционном материале на примере проектирования конкретной цифровой системы обработки сигналов Методические рекомендации по выполнению выпускных аттестационных работ Бакулев П.А., Сосновский А.А. Сборник задач по курсу «Радиолокационные системы». М.: Радиотехника, 2007. В сборнике по каждому содержится справочный материал, тематические задачи с решениями и задачи с ответами для самостоятельного решения; Мякиньков А.В. Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем: Методические указания к практическим занятиям для студентов, обучающихся по направлению 210400 всех форм обучения. Н.Новгород: НГТУ, 2011. 20 с. Мякиньков А.В. Функциональное моделирование радиосистем: Метод. указания к лабораторным работам для студентов специальности 210302 «Радиотехника» и 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» всех форм обучения. Часть 3 / НГТУ. Н.Новгород, 2011. 16 с. СОДЕРЖАНИЕ УМК ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ 2 «Проектирование устройств на базе ПЛИС» ПК-2 ПК-3 ПК-4 ПК-5 ПК11 ПК12 ПК13 ПК-8 ПК-1 Наименование и содержание разделов профессионального модуля ПК-6 Программа модуля с указанием приобретаемых слушателями компетенций Общие принципы проектирования Тема 1.1 + + + + + + + + Принципы проектирования устройств на базе ПЛИС Тема 1.2 + + + + + + + + Трудоемкость раздела профессионального модуля Раздел 1. 4 Особенности проектирования устройств на базе ПЛИС Раздел 2. Система автоматизированного проектирования ПЛИС QUARTUS II фирмы Altera Тема 2.1 + Основные сведения о САПР для ПЛИС Тема 2.2 + Начало работы с проектом Тема 2.3 + + + + + + Анализ и синтез Тема 2.4 + + + + + + Трассировка и размещение Тема 2.5 + + + + + + Верификация 8 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ПК13 + ПК12 ПК-6 + ПК11 ПК-5 ПК-8 ПК-4 ПК-3 ПК-2 Наименование и содержание разделов профессионального модуля Раздел 3. Использование языка описания аппаратуры VHDL при проектировании устройств на базе ПЛИС Тема 3.1 Основы языка VHDL Тема 3.2 Библиотеки языка VHDL Тема 3.3 Реализация типовых устройств на языке VHDL Тема 3.4 Атрибуты синтеза САПР Quartus II Тема 3.5 IP-ядра (мегафункции) Раздел 4 Симуляция Тема 4.1 Общие сведения о симуляции проектов для ПЛИС Тема 4.2 Среда симуляции Modelsim фирмы Mentor Graphics Раздел 5 Анализ временных характеристик с помощью инструмента TimeQuest Тема 5.1 Основы временного анализа в ПЛИС Тема 5.2 Задание временных ограничений Раздел 6 Конфигурирование ПЛИС Тема 6.1 Основные сведения о конфигурировании ПЛИС Тема 6.2 Конфигурирование ПЛИС в среде Quartus II Раздел 7 Внутрикристальная отладка Тема 7.1 Внутрикристальные средства отладки ПК-1 Программа модуля с указанием приобретаемых слушателями компетенций (продолжение) Трудоемкость раздела профессионального модуля 14 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 6 8 2 + + 3 Перечень профессиональных компетенций Шифр Профессиональные компетенции комп. ПК-1 Уметь проектировать информационный граф задачи и структуру обработки для цифрового устройства ПК-2 Уметь выполнять оценку ресурсов устройства и выбирать вариант физической реализации ПК-3 Уметь составлять частные технические задания для проектирования отдельных узлов цифрового устройства ПК-4 Уметь проектировать сценарий работы устройства для различных режимов ПК-5 Уметь проектировать различные фрагменты цифрового устройства с учетом особенностей применяемых компонентов ПК-6 Уметь работать с технической документацией, в том числе, и на английском языке ПК-8 Уметь формулировать требования к конструкции печатных плат ПК-11 Уметь планировать работу по проекту на каждом этапе проектирования ПК-12 Уметь планировать работы по системной отладке ПК-13 Уметь организовывать работу коллектива исполнителей, находить оптимальные организационные решения Контрольно-измерительные материалы для входного, текущего и итогового контроля Входной контроль осуществляется перед началом курсов повышения квалификации для определения уровня подготовленности слушателей к усвоению материала. Текущий контроль проводится в форме мини-опроса на лекционных занятиях, в виде практических работ по соответствующим разделам и темам профессионального модуля. Итоговый контроль проводится в виде выпускной аттестационной работы. Контрольно-измерительные материалы для входного контроля Список вопросов 1. 2. 3. 4. 5. 6. Двоичная и шестнадцатеричная системы счисления Логические операции Комбинационные цепи и схемы Дискретные автоматы с памятью Типы запоминающих устройств Дискретизация сигналов (аналого-цифровое преобразование) Контрольно-измерительные материалы для текущего контроля Список вопросов 1. Этапы проектирования устройств на базе ПЛИС 2. Анализ отчета анализа и синтеза в САПР Quartus II 3. Анализ отчета трассировки в САПР Quartus II 4. Способы верификации проекта 5. Реализация типовых устройств на языке VHDL 6. Назначение testbench-файла 7. Анализ отчета TimeQuest 8. Средства внутрикристальной отладки Контрольно-измерительные материалы для итогового контроля Выпускная аттестационная работа Выпускная аттестационная работа (ВАР) представляет собой расчетнографическую работу, объединяющую результаты практических занятий. Ввиду сложности проектирования выполняется группой слушателей курса повышения квалификации, состоящей из трех человек Примерная тематика аттестационных заданий по модулю Разработать цифровой фильтр, согласованный с ЛЧМимпульсом Разработать формирователь зондирующего сигнала радиолокатора Методические рекомендации для слушателей по выполнению практических работ Методические указания к практическим занятиям излагаются в лекционном материале на примере проектирования конкретного цифрового устройства СОДЕРЖАНИЕ УМК ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ 3 «Системы на кристалле» ПК-10 ПК-13 ПК-7 ПК-12 ПК-6 + + + + + + + + + + + + + + + ПК-5 ПК-3 ПК-2 Наименование и содержание разделов профессионального модуля ПК-1 Программа модуля с указанием приобретаемых слушателями компетенций Трудоемкость раздела профессионального модуля Раздел 1. Системы на кристалле Тема 1.1 + Общие сведения о системах на кристалле Тема 1.2 + Шина Avalon Тема 1.3 + + Вычислительное ядро NIOS II Тема 1.4 + + + + + Периферийные устройства NIOS II 18 Тема 1.5 + + + + + + + + + + + + + Использование последовательных интерфейсов совместно с ядром NIOS II Тема 1.6 Разработка пользовательских периферийных блоков для процессорного ядра NIOS II + Перечень профессиональных компетенций Шифр комп. Профессиональные компетенции ПК-1 Уметь проектировать информационный граф задачи и структуру обработки для цифрового устройства ПК-2 Уметь выполнять оценку ресурсов устройства и выбирать вариант физической реализации ПК-3 Уметь составлять частные технические задания для проектирования отдельных узлов цифрового устройства ПК-5 Уметь проектировать различные фрагменты цифрового устройства с учетом особенностей применяемых компонентов ПК-6 Уметь работать с технической документацией, в том числе, и на английском языке ПК-7 Уметь выполнять требуемые расчеты при проектировании структурных схем цифрового устройства ПК-10 Уметь выбирать и применять соответствующие методы моделирования алгоритмов обработки сигналов для оценки точности и ресурсов ПК-12 Уметь планировать работы по системной отладке ПК-13 Уметь организовывать работу коллектива исполнителей, находить оптимальные организационные решения Контрольно-измерительные материалы для входного, текущего и итогового контроля Входной контроль осуществляется перед началом курсов повышения квалификации для определения уровня подготовленности слушателей к усвоению материала. Текущий контроль проводится в форме мини-опроса на лекционных занятиях, в виде практических работ по соответствующим разделам и темам профессионального модуля. Итоговый контроль проводится в виде выпускной аттестационной работы. Контрольно-измерительные материалы для входного контроля 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Список вопросов Комбинационные цепи (дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры). Автоматы с памятью (триггеры, регистры, счетчики). Организация и принцип работы микроконтроллера. Типы запоминающих устройств и способы их подключения к микроконтроллеру. Подключение внешних устройств к микроконтроллеру (прерывания, прямой доступ к памяти, таймеры, порты ввода-вывода). Язык программирования C. Структура программы. Типы данных. Операции с указателями. Язык описания аппаратуры VHDL. Интерфейс SPI (Serial Peripheral Bus). Универсальный асинхронный последовательны интерфейс. Контрольно-измерительные материалы для текущего контроля Список вопросов 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 1. Обобщенная структура системы на кристалле. Назначение и сигналы интерфейса Avalon Memory Mapped. Назначение и сигналы интерфейса Avalon Streaming. Cтруктура информации, передаваемой по интерфейсу Avalon Streaming. Использование внешних сигналов процессорного ядра NIOS II для его объединения с другими компонентами системы на кристалле. Программный доступ к регистрам периферийных устройств процессорного ядра NIOS II. Назначение формирователя тактовых сигналов и сигналов сброса. Использование внутренней памяти микросхемы программируемой логики для организации оперативного и постоянного запоминающего устройства для процессорного ядра NIOS II. Подключение внешних микросхем памяти к процессорному ядру NIOS II. Программирование контроллера прямого доступа к памяти. Виды параллельных портов ввода-вывода и особенности их использования. Формирование временных интервалов с помощью таймера. Назначение и способы использования служебных блоков. Расчет и программирование параметров контроллера интерфейса. Передача данных к периферийным устройствам с помощью контроллера интерфейса SPI. Прием данных от периферийных устройств с помощью контроллера интерфейса SPI. Реализация пользовательского блока для процессорного ядра NIOS II. Контрольно-измерительные материалы для итогового контроля Выпускная аттестационная работа Выпускная аттестационная работа (ВАР) представляет собой расчетнографическую работу, объединяющую результаты практических занятий. Ввиду сложности проектирования выполняется группой слушателей курса повышения квалификации, состоящей из двух человек Примерная тематика аттестационных заданий по модулю Спроектировать систему на кристалле, одной из задач которой является инициализации генератора сигналов синхронизации. Спроектировать систему на кристалле, одной из задач которой является прием, обработка и передача пакетов данных с использованием асинхронного последовательного интерфейса. Методические рекомендации для слушателей по выполнению практических работ Методические указания к практическим занятиям излагаются в лекционном материале на примере проектирования конкретной цифровой системы обработки сигналов
