Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων

Εξάμηνο:  4ο,       Ώρες Θεωρίας:  4,      Ώρες Εργαστηρίου:  2,     ECTS:  7

 

 

Περίγραμμα Μαθήματος

 

Στα πλαίσια του μαθήματος Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων γίνεται χρήση της γλώσσας περιγραφής υλικού (hardware description language) VHDL για την περιγραφή απλών λογικών κυκλωμάτων και πολύπλοκότερων ψηφιακών συστημάτων. Συγκεκριμένα περιλαμβάνονται τα παρακάτω:

1. Εισαγωγή

       i. Γλώσσες περιγραφής υλικού (hardware description languages)

       ii. Σύνθεση λογικών κυκλωμάτων

      iii. Προγραμματιζόμενη λογική (FPGA)

2. Η γλώσσα VHDL

      i. Περιγραφή συμπεριφοράς (behavioral description)

      ii. Περιγραφή δομής (structural description)

3. Δομικά στοιχεία συνδυαστικών και ακολουθιακών κυκλωμάτων (Πύλες, δυαδικές συναρτήσεις, πολυπλέκτες, καταχωρητές, απαριθμητές κ.λ.π.)

4. Αριθμητικές μονάδες (Σειριακός & Παράλληλος Αθροιστής /Αφαιρέτης, Πολλαπλασιαστής)

5. Δομές μνήμης (RAM, ROM, EPROM).

6. Σχεδίαση σύγχρονων ακολουθιακών κυκλωμάτων.

7. Τεχνολογίες υλοποίησης ψηφιακών συστημάτων

 

Στόχος Μαθήματος

 

Το μάθημα Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων βασίζεται στα βασικά στοιχεία της σχεδίασης λογικών κυκλωμάτων που προσφέρονται στο προαπαιτούμενο μάθημα Σχεδίαση Λογικών Κυκλωμάτων και έχει ως κύριους στόχους:

• την εισαγωγή στη σχεδίαση συνδυαστικών και ακολουθιακών ψηφιακών συστημάτων

• τη χρήση της γλώσσας περιγραφής υλικού VHDL για την μοντελοποίηση και την εξομοίωσή τους

• την υλοποίηση ψηφιακών συστημάτων σε προγραμματιζόμενες λογικές διατάξεις (CPLDs και FPGAs)

• την μελέτη των διαφορετικών τύπων μνήμης, οι οποίες χρησιμοποιούνται στα υπολογιστικά συστήματα

• την απόκτηση εμπειρίας στον πλήρη κύκλο της διαδικασίας σχεδιασμού, εξομοίωσης και υλοποίησης ψηφιακών συστημάτων με χρήση σύγχρονων εργαλείων σε υπολογιστή μέσω των εργαστηριακών ασκήσεων.

 

Βιβλιογραφία

 

Ενδεικτική βιβλιογραφία η οποία καλύπτει τις ανάγκες του μαθήματος και παρέχει επιπλέον χρήσιμα στοιχεία για όποιον θέλει να ασχοληθεί σε μεγαλυτερη έκταση με το αντικείμενο

 

  1. BROWN, ST.,VRANESIC, Z., Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων με τη γλώσσα VHDL, 3η έκδ., Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσ/νίκη, 2012.

  2. V.A. Pedroni, Σχεδιασμός Κυκλωμάτων με τη VHDL, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.

  3. P.J. ASHENDEN, Ψηφιακή Σχεδίαση, Ενσωματωμένα συστήματα με VHDL, 1η εκδ., Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα 2010. 

  4. MORRIS MANO, M., and KIME, C.R., Logic and Computer Design Fundamentals, Pearson Education, 4/e, 2008.

  5. MORRIS MANO, M., CILETTI, M., Ψηφιακή Σχεδίαση, 4η - 5η εκδ. Εκδόσεις Παπασωτηρίου, Αθήνα, 2010 - 2013.

  6. GAJSKI D.D., Principles of Digital Design, Prentice Hall; 1/e, 1996.

  7. ΠΟΓΑΡΙΔΗΣ, Δ., Ψηφιακή Σχεδίαση με τη Γλώσσα VHDL Αρχές και Πρακτικές , Β. Γκιούρδας Εκδοτική, Αθήνα.

  8. S. SJOHOLM and L. LINDH, VHDL for Designers, 1 ed., Prentice Hall Europe, 1997.