Késleltetésérzéketlen logikai áramkörök és rendszerek

A tantárgy angol neve: Delay Insensitive Logic Circuits and Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2015. április 8.

Tantárgy lejárati dátuma: 2019. június 30.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Villamosmérnöki Szak
Mérnök informatikus szak
Szabadon választható tantárgy
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIEEAV12   2/0/0/f 2  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Hosszú Gábor,
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Keresztes Péter

ny. egyetemi docens

Széchenyi István Egyetem, Automatizálási Tanszék

 

Dr. Hosszú Gábor

 

egyetemi docens

Elektronikus Eszközök Tsz.

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Digitális technika, Elektronika, Mikroelektronika
7. A tantárgy célkitűzése A digitális VLSI áramkörök tervezése és tervezés-technológiája iránt érdeklődő villamosmérnök és informatikus hallgatók bevezetése abba az új kapcsoló-, kapu- és regiszter-szintű technikába, amely az uni- és multiszinkron rendszerek meghaladása után az integráció újabb szintjét jelenti.
8. A tantárgy részletes tematikája

1. hét.:           Az órajelezés (clocking), mint VLSI áramkörök méretcsökkenéséből és funkciósűrűségének növekedéséből eredő egyik fő probléma. A klasszikus aszinkron hálózatok alkalmatlansága a probléma megoldására.

 

2. hét.:           Új, órajel-nélküli, illetve aszinkron hálózatok. Taxonómia: Uniszinkron, multiszinkron, valamint új aszinkron rendszerek. Sebesség-független, késletetés-érzéketlen, mikro-futószalag és NCL hálózatok és architektúrák.

 

3. hét.:           A késleltetés-érzéketlenség absztrakt modellje, a Dennis féle statikus adatfolyam gráf. A késleltetés-érzéketlenség alapjai: Késletetés-érzéketlen kódok. Állandó súlyú kódok, optimális DI kód, Sperner kód.

 

4. hét.:           A késleltetés-érzéketlenség alapjai: Az aszinkron kézfogásos kommunikáció modelljei: négyfázisú RTZ aszinkron kommunikáció. A bemeneti teljesség elve.

 

5. hét.:           Müller-C elemek és kapu-szintű, illetve C-MOS megvalósításaik. A DIMS (Delay Insensitive Minterm Synthesis) alapelvei és célarchitektúrái. Bemenet-teljes hiszterézises dekóderek, teljesség-detektorok, VAGY kapu-hálózatok.

 

6. hét.:           Az NCL (Null Convention Logic) koncepció: általánosított visszacsatolt küszöb-logikák és alkalmazásuk.

 

7. hét.:           Négyfázisú kézfogásos aszinkron regiszterek Müller-C elemekből. Passzív és aktív be- és kimenetű kézfogásos aszinkron rendszerek.

 

8. hét.:           DI aszinkron FIFO és MAILBOX architektúrák. Késleltetés-érzéketlen futószalag fokozatok.

 

9. hét.:           Késleltetés-érzéketlen célarchitektúrák: futószalagok, szekvenciális hálózatok, gyűrűk.

 

10. hét.:        A magasabb szintű DI tervezés és szintézis építőkövei: Késleltetés-érzéketlen MPX, DEMUX, MERGE, és JOIN elemek. DI gyűrűk alkalmazása a magasabb szintű szintézisben.

 

11. hét.:        A VHDL modellek és a VHDL szimuláció lehetőségei késleltetés-érzéketlen aszinkron hálózatok és rendszerek tervezésében.

 

12. hét.:        Az aszinkron magasabb szintű szintézis rendszerek alapelvei. CSP típusú leírónyelvek. OCCAM, BALSA. Egy BALSA bemenetű aszinkron szintézis rendszer felépítése.

 

13. hét.:        Aszinkron CMOS layout tervezési feladatok megoldása. Müller-C elemek.

 

14. hét.:        Layout tervezés: regiszterek, H-dekóderek, teljesség-detektorok

 

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás, melynek keretében gyakorlati ismereteket is nyújtó példákat is ismertetünk, esettanulmány jelleggel, esetenként on-line számítógépi demonstrációval.
10. Követelmények a.    Egy zárthelyi írása.
b.     A tárgy sikeres teljesítésének feltételei: zárthelyi legalább elégséges megoldása.
c.     A félévközi jegy a zárthelyin elért pontszám alapján.


11. Pótlási lehetőségek

A sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható.
A sikertelen (pót)zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek

Az előadóval történt egyeztetést követően folyamatos.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Dr. Keresztes Péter: Késleltetés-érzéketlen logikai áramkörök és rendszerek

Hálózaton elérhető elektronikus jegyzet

Dr. Hosszú Gábor - Dr. Keresztes Péter: VHDL-alapú rendszertervezés, SZAK Kiadó, Budapest, 2012, ISBN 978-963-9863-24-8.

Jens Sparso: Asynchronous Circuit Design. A tutorial. (http://www.imm.dtu.dk/~jsp)

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra 28
Félévközi készülés órákra 12
Felkészülés zárthelyire 20
Házi feladat elkészítése 
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
Vizsgafelkészülés 
Összesen 60
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Keresztes Péter

ny. egyetemi docens

Széchenyi István Egyetem, Automatizálási Tanszék