ELE-2801 FPGA-Programmering - 10 stp

Dette faget gir studentene kunnskaper, verktøy og ferdigheter til å omforme hvilken som helst ide til en reelle digital logisk krets basert på FPGA plattform. I hele kurset skal studentene bruke ATRIX-7 FPGA brikken fra produsent Xilinx som befinner seg på NEXYS-4 brett for å utføre mange forskjellige digitale basisdesigner.

• Utvikler et visst design ved bruk av VHDL programmeringsspråk, simulerer for å kontrollere kretsens funksjonalitet ved bruk av VHDL testbench, skaper User Constraint File (UCF), syntetisere, iverksette og programmere designet på FPGA brikken for testing.
• Kombinasjonskretser, f. eks.: eksplisitt Booleansk funksjon, Komparator, Multiplekser, Prioritetsdekoder og Adder.
• Regelmessige sekvensielle kretser slik som: D-FFs, Teller og Shift-register.
• Uregelmessige sekvensielle kretser (Finite State Machines).
• Design I/O moduler, UART, PS2 tastatur.

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:

• Beskrive prinsippene for design og utvikling av FPGA baserte systemer.
• Beskrive hva FPGA er og hvordan den er forskjellig i forhold til andre tilsvarende teknologier som for eksempel ASIC.
• Beskrive hvordan man representerer tall og bokstaver, samt kjenne til grunnleggende operatorer, som f. eks. «or», «not» og «+», i VHDL programmeringsspråk.
• Forstå forskjellen mellom kombinatorisk og sekvensiell logikk.
• Forstå forskjellen mellom signal og variabler i VHDL programmeringsspråk.
• Forstå forskjellen mellom kombinatorisk og sekvensiell del i en tilstandsmaskin.
• Beskrive forskjellen mellom Moore og Mealy tilstandsmaskiner.
• Kjenne til prinsipper ved testing av digitale systemer.

Ferdigheter:

     Kandidaten kan:

• Bruke verktøy og programvare for digital design, f.eks. ISE-Xilinx og Model-Sim. 
• Konvertere en gitt ide til en Booleansk funksjon/likning.
• Modellere kombinasjonskretser, som f. eks. komparatorer, multiplekser og addere, med VHDL programmeringsspråk.
• Modellere regelmessige sekvensielle kretser, som f. eks. D-FFs, tellere og shift-register, med VHDL programmeringsspråk.
• Modellere uregelmessige sekvensielle kretser (FSM), som f. eks. trafikklys og linjekoding i telekommunikasjon, med VHDL programmeringsspråk.
• Designe I/O moduler, slik som UART og PS2 tastatur.
• Anvende dataverktøy for å verifisere funksjonaliteten til et digitalt system.

Eksamensdato er foreløpig og vil kunne bli endret. Endelig eksamensdato kunngjøres ved oppslag på det enkelte fakultet primo mai for vårsemesteret og primo november for høstsemesteret.