Digital Design (5op)

Osaamistavoitteet

Kurssilla opetetaan määrittelemään, suunnittelemaan, toteuttamaan, ja analysoimaan digitaalisia järjestelmiä. Opiskelijat oppivat kombinatoristen ja sekventiaalisten piirien teorian, erityisesti tilakoneet. Opiskelijat oppivat hallitsemaan moderneja suunnittelutyökaluja ja valitsemaan parhaan määrittely- ja toteutustavan tyypillisille suunnittelutehtäville. FPGA-alustoja käytetään todellisten sovellusten toteuttamiseen. Kurssin jälkeen opiskelija osaa toteuttaa FPGA-pohjaisen digitaalisen järjestelmän.

Sisältö

YdinsisältöSynkronisen logiikan määrittely, suunnittelu, ja analyysi. Digitaalisten järjestelmien kuvauksen erilaiset abstraktiotasot.Kombinatoriset porttiverkot. Kaksi- ja monitasoiset verkot. Kriittinen polku ja maksimikellotaajuus.Sekventiaaliset porttiverkot. Mealyn ja Mooren tilakoneet. Ajoitusanalyysi ja kellotaajuuden määrittäminen.Standardikomponentit. Moduulien yhdistäminen väylillä. Data- ja kontrollipolku. Rekisterisiirtotaso.FPGA-arkkitehtuuri ja käyttö digitaalisuunnittelussa. Suunnittelutyökalut ja -menetelmät.Täydentävä tietämysY-malli: Toiminta, arkkitehtuuri, ja kuvaaminen. Hierarkkinen suunnittelu.Läpimenoviive. Fan-in ja fan-out. Porttien kuorma.Laajennetut tilakoneet. Rekisteröidyt tilakoneet.Kahden komplementti -järjestelmä. Binaariyhteenlasku, -vähennyslasku, ja -kertolasku.FPGA-laudat oheislaitteineen. Käytännön suunnittelu.Datalehtien tulkitseminen.

Lisätiedot

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan. Kurssi opetetaan pääsääntöisesti englanniksi, mutta suomenkielinen kommunikaatio on myös mahdollista opettajien kanssa. Luentovideot saatavilla suomeksi ja englanniksi.