Προηγμένα Ψηφιακά Συστήματα

E-mail Εκτύπωση PDF

Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας:   3 θεωρία + 2 εργαστήριο

Tυπικό εξάμηνο διδασκαλίας:        ΣΤ

Διδασκαλία: Η διδασκαλία του μαθήματος έχει τη μορφή 15 διαλέξεων και ισάριθμων εργαστηριακών ασκήσεων, στο πλαίσιο των οποίων υπάρχει η δυνατότητα ανάληψης εργασιών.

Ενδεικτικά προαπαιτούμενα: Ψηφιακά Κυκλώματα, Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 

Διδακτικές μονάδες:                        7

 

 

Σκοπός και στόχοι του μαθήματος:

 

Το μάθημα έχει σκοπό να εισάγει τον φοιτητή σε προχωρημένα θέματα ψηφιακής σχεδίασης. Αρχικά, αναλύονται θέματα σχεδίασης ψηφιακών συστημάτων με χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων της τυπικής λογικής (CMOS-TTL). Στη συνέχεια, παρουσιάζονται κυκλώματα μνημών και η αρχιτεκτονική των προγραμματιζόμενων λογικών διατάξεων (CPLDs, FPGAs). Τέλος, γίνεται αναλυτική παρουσίαση των τεχνικών ψηφιακής σχεδίασης μέσω εργαλείων CAD και με τη χρήση γλωσσών περιγραφής υλικού. Παρουσιάζεται αναλυτικά η γλώσσα VHDL. Στο εργαστήριο, σχεδιάζονται και υλοποιούνται συστήματα με χρήση Διατάξεων Πυλών Προγραμματιζόμενων στο Πεδίο (FPGAs).

 

Περίγραμμα μαθήματος:

 

  • Θέματα σχεδίασης VLSI. Αναφορά στο MOSFET και στις τεχνολογίες κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων CMOS και TTL. Λιθογραφία και χάραξη, εναπόθεση στρωμάτων και προσμείξεις,
  • Παρουσιάση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων της τυπικής λογικής και εφαρμογές: Αποκωδικοποιητές, πολυπλέκτες, συγκριτές, Αριθμητικές και Λογικές Μονάδες, καταχωρητές, απαριθμητές.
  • Μνήμες ROM, μνήμες SRAM, DRAM. Επέκταση μνήμης υπολογιστικού συστήματος.
  • Αρχιτεκτονική διαμορφούμενων λογικών διατάξεων. Σχεδίαση με λογικούς πίνακες. Διατάξεις PLD, PAL, CPLD, FPGAs.
  • Σύνθεση και σχεδίαση ψηφιακών κυκλωμάτων υψηλού επιπέδου, πεδία και επίπεδα περιγραφής, εργαλεία λογισμικού CAD για την ψηφιακή σχεδίαση. Παρουσίαση του λογισμικού Quartus II.
  • Αναλυτική παρουσίαση της γλώσσας VHDL για τη περιγραφή ψηφακών συστημάτων, σύνθεση διατάξεων.
  • Περιγραφή προηγμένων συστημάτων. Σχεδίαση και υλοποίηση ψηφιακών φίλτρων. Σχεδίαση ελεγκτών σειριακών διεπαφών με τις αρχές των μηχανών πεπερασμένων καταστάσεων. Σχεδίαση και υλοποίηση επεξεργαστών.

  

Βασική Βιβλιογραφία:

 

  1. John Wakerly, Ψηφιακή Σχεδίαση-Αρχές και Πρακτικές, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2001.
  2. Ι. Καλόμοιρου, Εισαγωγή στη γλώσσα VHDL, Σημειώσεις, Τ.Ε.Ι. Kεντρικής Μακεδονίας, 2012.
  3. St. Brown, Zvonko Vranesic, Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων με την γλώσσα VHDL, Εκδόσεις Τζιόλα, 2002.

 

 

Συμπληρωματική Βιβλιογραφία:

 

  1. Ποριαζής, Σχεδιασμός Συστημάτων VLSI και ASIC, Εκδόσεις Παπασωτηρίου.
  2. John Wakerly, Digital Design, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2001.
  3. Chen, The VLSI Handbook, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 1999.
  4. Anantha Chandrakasan et.al., Design of High Performance Microprocessor Circuits, Wiley-IEEE Comp. Society, 2001.

 

 

Ηλεκτρονικές Υπηρεσίες