FPGA-Programmering

Emnet kan tas som enkeltemne.

Faget gir studentene en introduksjon til digital kretsdesign ved hjelp av VHDL. Det vil bli lagt vekt på å forstå forskjellen mellom å skrive programmer som skal kjøre i en prosessor, og syntetisering av digitale kretser i en FPGA. Studentene vil få erfaring på mange områder:

• Utvikle et bestemt design ved bruk av programmeringsspråket VHDL
• Kombinatoriske kretser, f.eks. komparatorer, (de)multipleksere, enkodere, adderer/subtraherer.
• Ordinære sekvensielle kretser ved bruk av register-overførings-logikk (RTL), f.eks. data-vipper, skiftregister og tellere.
• Applikasjonsspesifikke sekvensielle kretser, kodet som endelige tilstandsmaskiner med data-sti (FSMD), ved bruk av programmeringsmønstre som sikrer at man møter tidskravene til en FPGA.
• Applikasjoner kan være trafikklys, linjekoding i telekommunikasjon, UART, SPI, I2C, CPU, etc.
• Forskjellige former for simulering av kode for å kontrollere kretsens funksjonalitet.
• Bruk av User Constraint File (UCF), kunne syntetisere, implementere og programmere et design på en FPGA.
• Bruke IP-kjerner for å raskt implementere avanserte kretser.
• Bruk av avanserte feilsøkingsverktøy, inkludert IP-kjerner for virtuell I/O (VIO) og integrerte logiske analysatorer (ILA).

Generell studiekompetanse og Matematikk R1+R2 og Fysikk 1.

Søkere som kan dokumentere ett av følgende kvalifiserer også for opptak:

• generell studiekompetanse og bestått realfagkurs, eller
• bestått 1-årig forkurs for ingeniørutdanning, eller
• 2-årig teknisk fagskole etter rammeplan fastsatt av departementet 1998/99 og tidligere studieordninger.

*For å få opptak til enkeltemner på grunnlag av Y-veien, må søkeren oppfylle opptakskriteriene for Y-vei til studieprogrammet som emnet inngår i. I tillegg må søkeren oppfylle eventuelle forkunnskapskrav som er spesifisert for det konkrete emnet de søker opptak til. Det gis begrenset studierett til det spesifikke emnet - på samme måte som realkompetansesøkere.

Søknadskode: 9391

Etter bestått emne skal studentene ha følgende læringsresultat:

Kunnskaper og forståelse:

Kandidaten kan:

• Prinsippene for design og utvikling av FPGA-baserte systemer.
• Beskrive hvordan man representerer tall og bokstaver, samt kjenne til grunnleggende operatorer, som f.eks. «or», «not» og «+», i VHDL.
• Forstå forskjellen mellom kombinatorisk og sekvensiell logikk.
• Forstå forskjellen mellom signal og variabler i VHDL.
• Forstå hvordan man bruker kodemønstre for å skille kombinatorisk og sekvensiell del i en tilstandsmaskin, slik at man skriver VHDL-kode som møter tidskravene i en FPGA.
• Prinsippene for testing og feilsøking på digitale kretser.

Ferdigheter:

Kandidaten kan:

• Bruke verktøy og programvare for digital design.
• Skrive VHDL-kode ut fra en kravspesifikasjon.
• Skrive VHDL-kode for kombinatoriske kretser.
• Skrive VHDL-kode for sekvensielle kretser.
• Bruke kodemønstre for å bygge en tilstandsmaskin i VHDL-kode som møter tidskravene i en FPGA.
• Anvende virtuell I/O (VIO) og integrert logisk analysator (ILA) for å teste, feilsøke, og verifisere funksjonaliteten til en digital krets.

Anbefalte forkunnskaper

ELE-2502 Elektronikk 1, ELE-2503 Digitalteknikk, ITE1846 Programmerbar elektronikk, ITE1885 Analog og digital elektronikk

Du vil få en reduksjon i antall studiepoeng (som oppgitt under), dersom du avlegger eksamen i dette emnet og har bestått følgende emne(r) fra før av:

• ITE1912 FPGA-Programmering 10 stp

Undervisnings- og eksamensspråk

Timeplan

This course is open to incoming exchange students.

Study Level: Bachelor’s

Admission Prerequisites
There are no academic prerequisites required to include this module in your Learning Agreement.

For details on how to apply for exchange, course selection guidelines, or to contact the Incoming Admissions Team, please visit: Admissions for Student Exchange.

Mer info om arbeidskrav

Obligatorisk arbeidskrav:

• 7 av 7 laboratorierapporter må være godkjent
• 3 av 3 obligatoriske øvinger må være godkjent

Labøvelsene gjennomføres på campus i Narvik. Andre alternativ kan vurderes for nettstudentene.

Det gis ikke nytt forsøk på arbeidskrav.

Mer info om vurderingsform muntlig eksamen

Kontinuasjonseksamen