Контакты

Программы курсов

Технология проектирования ПЛИС фирмы "Intel"

Темы лекций

1. Введение в технологию проектирования с применением ПЛИС.
   
   
2. ПЛИС Корпорации "Intel".
   2.1. Общий обзор.
   2.2. Архитектура и особенности применения ПЛИС семейств: MAX3000, MAXII, Cyclone II, Cyclone III.
   2.3. Загрузка конфигурации ПЛИС семейств Cyclone и Stratix.
   
   
3. Интегрированный пакет проектирования ПЛИС Quartus II.
   3.1. Архитектура и основные возможности.
   3.2. Ввод проекта. Графический редактор, текстовый редактор.
   3.3. Компиляция проекта. Настройка и режимы компиляции.
   3.4. Отладка проекта. Средство моделирования. Временное и функциональное моделирование. Анализ временных параметров и производительности.
   3.5. Разводка проекта. Анализ результатов компиляции.
   3.6. Создание выходных файлов для программирования. Процесс программирования и загрузки конфигурации.
   

Темы практических занятий

Часть I. Изучение пакета проектирования Quartus II

1. Введение. Знакомство с интегрированной системой проектирования Quartus II
   1.1. Ввод проекта (графический редактор, текстовый редактор);
   1.2. Компиляция и моделирование проекта;
   1.3. Анализ результатов компиляции;
   
2. Язык описания аппаратного состава Verilog.
   2.1. Язык Verilog;
   2.2. Приемы проектирования на языках описания аппаратного состава;
   
3. Архитектурные особенности ПЛИС семейств Cyclone. Приемы проектирования схем. Установки и режимы компиляции.
   3.1. Разработка конечного автомата;
   3.2. Изучение настроек компилятора;
   3.3. Оптимизация проекта по аппаратным затратам и быстродействию;
   3.4. Изучение редактора разводки.
   

Часть II. Технология проектирования ПЛИС на основе статической памяти. Проект цифрового синтезатора

1. Накопитель фазы. Просмотровая таблица синусоидального сигнала.
   
2. Сигма-дельта модулятор 1-го порядка.
3. Разработка цифрового синтезатора. Моделирование, анализ, загрузка конфигурации, полнонатурное моделирование схемы в комплекте разработчика.

• Объем курса - 40 часов (10 занятий по четыре часа).
• Занятия в группах по 7-8 человек.
• Программа курса может корректироваться по согласованию с учебной группой.

Проектирование систем на кристалле на базе ПЛИС фирмы Intel

NiosII - это микропроцессорное ядро, специально предназначенное для реализации в микросхемах программируемой логики. Сочетание "процессор + программируемая логика" в одном кристалле дает разработчикам беспрецедентные возможности в системной интеграции, обеспечивая легкость построения системы, мощные средства отладки и снижение сроков разработки.

NiosII является конфигурируемым процессорным RISC ядром общего назначения фон-неймановской архитектуры разрядностью 32 бита и может быть интегрирован в ПЛИС фирмы Intel, относящиеся к семействам на базе статической памяти (Cyclone, CyloneII, Stratix, StratixII). В отличие от обычных микропроцессоров и микроконтроллеров, поставляющихся с фиксированным набором периферийных устройств и объемом памяти, система на основе NiosII настраивается на этапе проектирования под конкретную задачу.

Вместе с ядром NiosII поставляется ряд функциональных модулей стандартных периферийных устройств: параллельный ввод-вывод, универсальный асинхронный приемопередатчик (UART), последовательный интерфейс SPI, таймер и другие. Также пользователь может создавать нужную ему периферию на ресурсах ПЛИС и подключать ее к процессорной шине. В комплект средств разработки входит интегрированная среда разработки, включающая в себя средства разработки и настройки проекта, компилятор и полноценный отладчик. Поддерживается как программная эмуляция, так и отладка в системе.

В отличие от специализированных интегральных схем (ASIC) проектирование микропроцессорных систем на ПЛИС не требует существенных капиталовложений и длительных сроков изготовления. Кроме того, вся система может быть легко изменена в любой момент, в то время как даже небольшая ошибка в проекте ASIC приведет к необходимости повторного прохождения всего цикла проектирования. Наличие полноценного C компилятора облегчает портирование микроконтроллерных проектов на ПЛИС.

Как известно, решения на основе процессоров обладают высокой гибкостью и способностью выполнять сложные алгоритмы, не обладая при этом впечатляющей производительностью аппаратных решений. Теперь эта дилемма может быть легко решена с помощью NiosII.

Каждое рабочее место оснащено отладочной платой Intel NIOSII Development Kit, Stratix Edition.

Темы занятий

1. Введение в технологию проектирования систем на кристалле на ПЛИС фирмы Intel.
   
2. Создание систем на кристалле в пакете Quartus II.
   
3. Разработка программного обеспечения систем на кристалле в пакете Nios II IDE.
   
4. Разработка и интеграция аппаратных пользовательских модулей в состав системы на кристалле.
   
5. Моделирование систем на кристалле в пакете ModelSim.
   
6. Отладка систем на кристалле в аппаратуре для микросхем семейства Stratix.
   

• Объем курса - 32 часа (8 занятий по четыре часа).
• Занятия в группах по 5-6 человек.
• Программа курса может корректироваться по согласованию с учебной группой.