BME VIK - Tervezés programozható eszközökkel

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Hosszú Gábor,

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Hosszú Gábor	Egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz
Bognár György	Egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz
Horváth Gyula	Egyetemi tanársegéd	Elektronikus Eszközök Tsz

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elektronika, Digitális technika, Programozás

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
Jelen tárgy mellett nem vehetők fel a következő tárgyak: VIAUA347, VIAUA348 és aVIIIA349.

7. A tantárgy célkitűzése A tárgy bemutatja az áramkörök tervezésének, realizálásának és ellenőrzésének módjait a kisebb sorozatú gyártásban vagy prototípus készítésekor használt programozható eszközök esetében. Megismerteti a rendszerek magas szintű leírására és tervezésére szolgáló nyelveket, a programozható eszközök típusait, a hozzájuk kapcsolódó fejlesztő rendszereket. Bemutatja a hardware-tervezés alternatíváit a specifikációtól a kész eszközig.

8. A tantárgy részletes tematikája

Bevezetés: a programozható eszközök és felosztásuk. Custom, semi-custom (standard cellás) IC tervezés Field programmable eszközök, E(E)PROM, SRAM, FPLA, FPLD, FPGA. Tervezési metodikák ismertetése (Top-Down, stb.), tervezési technikák, tervezés szintjei Moore törvényei, mérettcsökkenés problémái és ennek kivetülése az eszközeinkre.
Mikroprocesszor, GPP, speciális célprocesszorok, network processzor, kép- és jelfeldolgozó processzorok fajtái és használatuk alternatívái.
Részletes bevezetés a mikrokontrollerek világába (CISC, RISC, Neumann, Harward), azok általános felépítése, és néhány tipikusan használt család bemutatása.
Atmelek, családtípusok, egyéb részegységek: AD/DA, WDG, PWM, stb.
A mikrokontrollerekben található részegységek ismertetése: Prifériák: USART, UART, SPI, I2C, CAN, USB, SM busz, stb.
FPGA-k részletes ismertetése, felépítésük, huzalozási rendszerek, alap blokkok felépítése CLB, LE. Specifikus egységek: AMBA, Rocket I/O, memóriablokkok, DSP blokkok stb.
Virtex 5 ismertetése, újdonságok, trendek. Xilinx és Altera összehasonlítása.
FPAA felhasználási területek, építőkövek, ezek félvezetőn való megvalósíthatóságának kérdései, Anadigm típus ismertetése.
Napjaink speciális célprocesszorai: Network processzorok. Alkalmazási területeik, alternatíváik, fejlesztés és tervezés problémaköre. Néhány típus részletes ismertetése.
DSP-k alkalmazásuk: orvosbiológia, hadiipar, stb. (FFT, FIR stb.). Tulajdonságaik, vendorok, néhány család felépítésének ismertetése. Ciklikus buffer, bit-reversed címzés.
Neurális hálózatok: előzmények, lehetőségel, felépítés. Hárdveres és Szoftveres megvalósítás lehetőségei, szenzorhálózatok.
Hardver-szoftver együttes tervezés (co-design), VC (Virtual Component) és az IP (Intellectual Property) alapú tervezés, SiP, SoC, PSoC. HW-SW tervezési problémák vizsgálata a tanultak alapján. Kitekintés a jelenleg uralkodó trendekre.
Hardverleító nyelvek: Verilog, VHDL, System C, stb.
Esettanulmányok - mikrokontroller és FPGA tervezési példák: program és adatmemória, I/O műveletek, megszakítás, USB illesztés, beviteli eszközök illetve kijelzők illesztése, működtetése.
Altera Quartus II fejlesztői környezet, az Altera DE2 fejlesztőpanel részletesebb ismertetése.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás, melynek keretében gyakorlati ismereteket nyújtó példákat ismertetünk, esettanulmány jelleggel, esetenként on-line számítógépi demonstrációval..

10. Követelmények a. A szorgalmi időszakban:

A tárgyból egy nagyzárthelyit íratunk. A vizsgára bocsátás és aláírás szerzés feltétele a minimum elégséges zárthelyi eredmény. A megszerzett aláírást későbbi vizsgázás esetén a TVSz szerint elfogadjuk.

b. A vizsgaidőszakban:

A tárgy vizsgával zárul. A vizsgáztatás módja: írásbeli vizsga, amelynek alapján a hallgatók elégségestől jóig megajánlott jegyet kapnak. Az elégtelen írásbeli elégtelen vizsgát jelent. A többiek javításért illetőleg jelesért szóbelizhetnek.

c. Elővizsga: van

11. Pótlási lehetőségek

A zh a szemeszter folyamán egy alkalommal pótolható, a pótlási időszakban pót-pót zh írható.

12. Konzultációs lehetőségek A zárthelyi illetve a vizsgaalkalmak előtt – az előadókkal történő előzetes megbeszélés alapján – konzultációs lehetőséget biztosítunk.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Dr. Kovács Ferenc: ”Az informatika VLSI áramkörei” Pázmány Egyetem Elektronikus Kiadó, 2004. ISBN 963 86538 4 1

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	10
Felkészülés zárthelyire	20
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	48
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Hosszú Gábor	Egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz
Bognár György	Egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz
Horváth Gyula	Egyetemi tanársegéd	Elektronikus Eszközök Tsz