Zajęcia odbywają się w czwartki. Terminy laboratoriów UCyf, semestr 2020 (lato) są następujące:

ćwiczenie	środa	czwartek
0/IT	18.03
0/IMiO	25.03
0/IR	1.04
1	8.04
2	15.04
3	22.04
4	6.05
5	13.05
6	20.05
7	27.05
8	3.06
dodatkowe	10.06

Czytaj dalej „Terminy zajęć laboratoryjnych”

Tematyka ćwiczeń

Ćwiczenie 0. Wykład wprowadzający IMIO, IRE, IT

Ćwiczenie 1. IRE Synteza układów kombinacyjnych w technologii PLD/FPGA. Realizacja podstawowych kombinacyjnych bloków funkcjonalnych. Realizacja układów arytmetycznych: sumatory, komparatory.

Ćwiczenie 2. IRE Synteza układów sekwencyjnych w technologii PLD/FPGA. Realizacja uniwersalnych rejestrów. Realizacja automatów FSM. Minimalizacja i kodowanie stanów. Realizacja liczników (różne tryby pracy, liczniki modulo n, itp.).

Ćwiczenie 3. IMIO Automaty stanów. Liczniki. Rejestry.  Model VHDL zawierający wiele procesów. Synteza logiczna w stylu komórek standardowych.

Ćwiczenie 4. IMIO Modelowanie hierarchiczne złożonych układów cyfrowych. Komunikacja pomiędzy komponentami za pomocą magistrali 3-stanowej. Synteza logiczna i synteza topografii w stylu komórek standardowych.

Ćwiczenie 5. IT Synteza RTL wybranego algorytmu. Wykorzystanie algorytmicznych maszyn stanów ASM i algorytmicznych maszyn stanów ze ścieżką  przepływu danych ASMD w projektowaniu układów cyfrowych. Wykorzystanie operacji realizowanych w trybie Mealy’ego i Moore’a. Wykorzystanie koncepcji współdzielenia zasobów.

Ćwiczenie 6. IT Synteza strukturalna wybranego algorytmu. Realizacja ukłądu sterującego US i układu operacyjnego UO. Wykorzystanie algorytmicznych maszyn stanów ASM do realizacji US w postaci automatu FSM.

Ćwiczenie 7. IT Zaawansowane procedury syntezy. Zastosowanie dekompozycji funkcjonalnej i redukcji argumentów w realizacji układów kombinacyjnych. Zastosowanie układów modyfikacji adresu i symbolicznej dekompozycji funkcjonalnej w realizacji automatów.

Ćwiczenie 8. IT Projektowanie układów DSP. Realizacji filtrów cyfrowych w strukturze szeregowej i metodł arytmetyki rozproszonej. Wykorzystanie specjalizowanych modułów wbudowanych DSP. Wykorzystanie koncepcji zrównoleglenia obliczeń. Zastosowanie dekompozycji funkcjonalnej w syntezie bloku arytmetyki rozproszonej.

Ćwiczenie 9. Termin rezerwowy.

Do każdego laboratorium przygotowane są materiały, z którymi należy się zapoznać.

Czytaj dalej „Materiały”

Zadanie

Realizacja iteracyjnego algorytmu wyznaczania metodą Newtona przybliżonej wartości pierwiastka funkcji  f(x) =  a * x ² – b

Współczynniki a i b dla grup podane są w tabeli

Nr. grupy	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
a	11	15	21	17	15	17	13	19	27	21	26	23	24	25	26	17	12	16	17	18
b	76	89	91	97	77	99	96	89	87	88	86	77	87	89	99	87	66	78	89	76

Do realizacji można wykorzystać projekt dla narzędzia Quartus2 umieszczony w materiałach do laboratorium. W realizacji poszczególnych etapów pomocne może być użycie predefiniowanych ustawień projektu tzw. Revions:

• fnext
• lab5
• top_lab5

Etapy ćwiczenia

1. Realizacja funkcji kombinacyjnej f_next (x) = x  – f(x) / f'(x)                (3 pkt.)
   
   • podać wyrażenie opisujące funkcję
   • funkcję podzielić na działania składowe z uwzględnieniem szerokości ścieżek na poszczególnych etapach przetwarzania danych przy założeniu, że x jest reprezentowane w kodzie NKB na 8 bitach
   • zweryfikować poprawność realizacji poszczególnych kroków przetwarzania w arkuszu kalkulacyjnym, np. EtherCalc (pokazać na czym polega zbieżność funkcji do oczekiwanej wartości, w ilu krokach funkcja zbiega do miejsca zerowego jeżeli na wejściu w pierwszym kroku jest wartość 10)
     UWAGA! W arkuszu pokazać także wyniki działań składowych
     
   • opisać funkcję f_next (x) w języku VHDL, przeprowadzić kompilację i podać liczbę wymaganych zasobów (liczb komórek, bloków DSP, bitów pamięci)
     UWAGA! Bloki realizujące operacje mnożenia i dzielenia zrealizować z wykorzystaniem narzędzia MegaWizard. Modyfikacje takich bloków także dokonywać z wykorzystaniem narzędzia MegaWizard. NIE edytować plików wygenerowanych przez to narzędzie.
     
   • za pomocą symulacji pokazać i porównać otrzymane wyniki z oczekiwanymi z arkusza.
2. Realizacja algorytmu zadanego siecią ASMD                                  (0,5 pkt.)
   
   • wykorzystać funkcję z poprzedniego etapu
   • za pomocą symulacji zweryfikować poprawność realizacji funkcji w układzie sekwencyjnym
3.  Uruchomienie zadania na płytce laboratoryjnej                             (0,5 pkt.)
   • pokazać poprawność działania dla różnych wartości wejściowych
4. Realizacja algorytmu dla liczb stałoprzecinkowych                        (1 pkt.)
   • zmodyfikować opis funkcji f_next (x) by operowała na wartości x reprezentowanej w formacie U2Fix5.3 albo w kodzie NKB na 10 bitach
   • uruchomić na platformie DE-115