IL2203 Digital design och validering med hårdvarubeskrivande språk 9,0 hp

Digital Design and Validation using Hardware Description Languages

Kursen ger grundläggande kunskaper i konstruktion, modellering och validering av digitala system med de hårdvarubeskrivande språken VHDL och Verilog/SystemVerilog med hjälp av vanliga konstruktionsverktyg (EDA-verktyg) som används inom industrin. Målteknologin är främst FPGAer. FPGA = Field Programmable Gate Array ASIC = Application Specific Integrated Circuit EDA = Electronic Design Automation.
  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Datalogi och datateknik
    Elektroteknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT19 för programstuderande

Lärandemål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

  • använda hårdvarubeskrivande språk för att modellera digital hårdvara
  • nämna och förklara de olika stegen i konstruktionsflödet för digital hårdvara
  • peka ut den syntetiserbara delmängden av ett hårdvarubeskrivande språk
  • beskriva skillnaderna mellan de vanligaste hårdvarubeskrivande språken
  • beskriva olika implementeringsarkitekturer för digital hårdvara
  • konstruera och validera digital hårdvara som implementeras på en FPGA
  • förklara den principiella funktionaliteten av ett hårdvarubeskrivande språk för modellering och validering av digital hårdvara
  • använda typiska konstruktions- och valideringsmetoder för kombinatoriska kretsar, asynkrona och synkrona tillståndsmaskiner och busstrukturer
  • beskriva de olika stegen vid validering av digital hårdvara. 

Kursens huvudsakliga innehåll

  • Introduktion till hårdvarubeskrivande språk
  • Introduktion till övergripande systemkonstruktionsflöde och implementeringstekniker; FPGAs vs ASICs
  • Modellering av digitala system med hjälp av VHDL
  • Konstruktion och analys av kombinatoriska och sekventiella komponenter
  • Asynkrona och synkrona tillståndsmaskiner
  • Den syntetiserbara delmängden av VHDL
  • Introduktion till syntesmetodik
  • Syntes mot FPGA:er
  • Mikrocontrollers/processorer och databussar
  • Introduktion till Verilog och SystemVerilog
  • Valideringsmetodiker för inbyggda digitala system: validering vs verifiering, randomiserade stimuli och bivillkor, kodtäckning och testtäckning, regressionstest

Behörighet

  • Grundläggande digitalteknik motsvarande IE1204 Digital Design.
  • Grundläggande kunskaper om mikroprocessorers uppbyggnad och instruktionsexekvering motsvarande IS1200 Datorteknik, grundkurs.
  • Grundläggande kunskaper om elektriska kretsar motsvarande IE1206 Inbyggd elektronik eller EI1110 Elkretsanalys, utökad kurs. 

Litteratur

Uppgift om kurslitteratur meddelas i kurs-PM.

Utrustningskrav

Studenten förväntas använda en egen bärbar dator under laborationerna.

Examination

  • LAB1 - Laborationer, 3,0, betygsskala: P, F
  • LAB2 - Laborationer, 1,5, betygsskala: P, F
  • SEM1 - Seminarier, 1,5, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Skriftlig tentamen, 3,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, i samråd med KTH:s samordnare för funktionsnedsättning (Funka), om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning. Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Ges av

EECS/Elektronik och inbyggda system

Examinator

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2019.
Examinationsinformation gäller från och med HT2019.