Architektury číslicových systémů

B232 - Letní 23/24

Architektury číslicových systémů - A0M31ACS

Kredity 4
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2C
Anotace
Typy architektur procesorů, jednočipové a vícečipové systémy. Struktury procesorů pro digitální zpracování signálů v reálném čase. Počítače řízené tokem dat. Neuropočítače. Struktury číslicových systémů odvozené z algoritmu zpracování dat, volba architektury systému. Návrh logických obvodů pro číslicové zpracování signálu a aritmetické operace, návrh procesorové logiky a periferií, techniky pro snížení příkonu. Synchronizace dat a komunikace mezi hodinovými doménami v číslicovém obvodě. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A0M31ACS
Cíle studia
Seznámit studenty s moderními technikami návrhu číslicových logických obvodů se zaměřením na návrh systémů pro číslicové zpracování signálů a procesorové logiky s nízkým příkonem (low-power).
Osnovy přednášek
1. Shrnutí metod návrhu číslicové logiky, zopakování prerekvizit
2. Architektury procesorů, vztah architektury, výkonu a technických parametrů návrhu.
3. Algoritmický aparát neuronových sítí (NN), paralelní hardwarové struktury pro implementaci NN
4. Paměťové obvody, řadiče a implementace, asociativní paměti
5. Vnější paměti, paměťové systémy
6. Síťová rozhraní a technologie, přístupové metody a jejich vlastnosti, arbitrace
7. Volba architektury datové cesty a řadiče, syntéza, dekompozice
8. Úrovně abstrakce, algoritmická a systémová syntéza, SW-HW partitioning
9. Obvody pro aritmetické operace, implementace a reálné parametry
10. Složitější aritmetické operace a jejich implementace
11. Zabezpečení proti chybám a poruchám, komprese, šifrování, řazení
12. Synchronizace asynchronních signálů, mezidoménové přechody, implementace resetu obvodu
13. Návrh číslicové logiky s nízkou spotřebou.
14. Specielní struktury pro snadnou testovatelnost, verifikaci a verifikační metriky
Osnovy cvičení
1. Seminář - orientace v datech popisujících procesory, výběr typu a specifika aplikací
2. Seminář - postup při realizaci projektu aplikujícího mikroprocesorovou techniku
3. Seminář - zadání individuální práce (IP), která přinese hodnocení zvoleného typu procesoru
4. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů
5. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů
6. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů
7. Poč. učebna - příprava IP, studium informačních zdrojů z internetu a lokálních serverů
8. Poč. učebna - prezentace IP před stud.skupinou diskuse o jednotlivých typech procesorů
9. Poč. učebna - prezentace IP před stud.skupinou diskuse o jednotlivých typech procesorů
10. Poč. učebna - prezentace IP před stud.skupinou diskuse o jednotlivých typech procesorů
11. Poč. učebna - praktický projekt implementace úlohy DSP v procesoru TMS
12. Poč. učebna - praktický projekt implementace úlohy DSP v procesoru TMS
13. Poč. učebna - praktický projekt implementace úlohy DSP v procesoru TMS
14. Zápočet, zhodnocení projektu
Literatura
1. Šťastný J.: FPGA Prakticky, BEN Praha 2011
2. Stallings, W.: Computer Organization and Architecture: Designing for Performance. New Jersey, A Simon & Schuster Company 1995
3. Madisetti, V. K.: VLSI Digital Signal Processors. Butterworth-Heinemann, 1995
4. Deschambs, J. P.: Synthesis of Arithmetic Circuits. Wiley Interscience, 2006
Požadavky
Předmět A2B99DIT

Základní znalosti z oblasti
- implementace logických funkcí
- logických obvodových prvků (logická hradla, registry) a jejich parametrů a struktur