Digital Elektronik 2

• Konstruere digitale kredsløb/systemer som foretager simple beregninger eller simple styringssopgaver og vurdere alternative realiseringer mht. areal, hastighed og energiforbrug.
• Beskrive sådanne systemer i et hardwarebeskrivende sprog, og anvende gængse simulerings- og synteseværktøjer til at realisere disse kredsløb i rekonfigurerbar hardware (FPGA) under anvendelse af prædefinerede design-flows.
• Dokumentere et sådant designarbejde i en teknisk rapport.
• Redegøre for forskellen på en Mealy og en Moore type tilstandsmaskine og analysere og konstruere sådanne synkrone tilstandsmaskiner.
• Beregne forsinkelsestid og energiforbrug af et givent kombinatorisk kredsløb vha. R-C-switch modeller.
• Definere og forklare/redegøre for tidsparametre for komponenter på RTL-niveau (registre og logik) og på baggrund af disse at beregne kritiske signalveje for et givent sekventielt kredsløb og bestemme den minimalt mulige periodetid for kloksignalet.
• Forklare fænomenet metastabilitet og beskrive hvorledes inputsignaler kan synkroniseres.
• Beskrive princippet bag en FPGA-chip og forklare hvorledes den kan konfigureres til at realisere et givent sekventielt kredsløb.
• Forklare opbygning og virkemåde af et sekventielt kredsløb bestående af en såkaldt data-path og en tilhørende tilstandsmaskinekontrolenhed.
• Interface til eksterne komponenter (ready/valid signal), f.eks. en seriel port.
• Programmering af simple hardware generatorer.

Design af medium komplekse digitale kredsløb ved hjælp af moderne designmetoder.
Beregning af forsinkelsestid og energiforbrug i kombinatoriske kredsløb vha. R-C-Switch modeller. Beregning af kritisk vej for et givent kredsløb, dvs. den minimale periodetid af kloksignalet ved hvilken kredsløbet kan operere korrekt.
Metastabilitet og synkronisering af asynkrone inputsignaler.
FPGA-teknologi: Grundlæggende opbygning og virkemåde.
FSMD-skabelon for et digitalt kredsløb (en såkaldt data-path med en tilhørende tilstandsmaskine).
Grundlæggende HDL: (a) selve sproget, (b) semantiken forstået ud fra hvordan en given beskrivelse simuleres, og (c) kode-skabeloner for kombinatoriske og sekventielle kredsløb.
Øvelser i praktisk brug af Chisel og tilhørende simulations- og synteseværktøjer og prototyperealisering i FPGA teknologi (p.t. Chisel, GKTWave og Xilinx Vivado).

• 6 – 20 (tors 13-17)

02138

Forelæsninger, gruppearbejde og hjemmeopgaver. Obligatoriske øvelser.

Kurset indgår på 2. semester af bachelorretningen i Elektroteknologi.