Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Designing digital systems in hardware description languages
Course of study:
2019/2020
Code:
IETP-1-703-n
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
7
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Rajda Paweł J. (pjrajda@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych ETP1A_U09, ETP1A_U04 Execution of laboratory classes,
Project
M_K002 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje. ETP1A_U09, ETP1A_U04 Execution of laboratory classes,
Project
M_K003 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej ETP1A_U09, ETP1A_U04 Execution of laboratory classes,
Project
Skills: he can
M_U001 Student potrafi optymalizować i ulepszać elektroniczne cyfrowe architektury sprzętowe w celu uzyskania lepszych parametrów użytkowych. ETP1A_U09, ETP1A_U04 Execution of laboratory classes,
Project
M_U002 Student potrafi zaprojektować, zasymulować i uruchomić i przetestować elektroniczne system cyfrowy, ze szczególnym uwzględnieniem układów dedykowanych do realizacji zadań i algorytmów nietypowych. ETP1A_U09, ETP1A_U04 Execution of laboratory classes,
Project
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student został zapoznany z architekturami stosowanymi do implementacji w sprzęcie podstawowych algorytmów, funkcji logicznych i operatorów matematycznych. ETP1A_U09, ETP1A_U04 Execution of laboratory classes,
Project
M_W002 Student wie w jaki sposób są projektowane cyfrowe układy i systemy elektroniczne. Zna sposoby modelowania i symulacji pracy takich systemów. Zapoznał się ze sposobem implementacji systemów cyfrowych w układach programowalnych. ETP1A_U09, ETP1A_U04 Execution of laboratory classes,
Project
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
26 12 0 14 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych + - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje. + - + - - - - - - - -
M_K003 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi optymalizować i ulepszać elektroniczne cyfrowe architektury sprzętowe w celu uzyskania lepszych parametrów użytkowych. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaprojektować, zasymulować i uruchomić i przetestować elektroniczne system cyfrowy, ze szczególnym uwzględnieniem układów dedykowanych do realizacji zadań i algorytmów nietypowych. + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student został zapoznany z architekturami stosowanymi do implementacji w sprzęcie podstawowych algorytmów, funkcji logicznych i operatorów matematycznych. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student wie w jaki sposób są projektowane cyfrowe układy i systemy elektroniczne. Zna sposoby modelowania i symulacji pracy takich systemów. Zapoznał się ze sposobem implementacji systemów cyfrowych w układach programowalnych. + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 108 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 26 h
Preparation for classes 36 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 36 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Module content
Lectures (12h):
-
Laboratory classes (14h):

Zdobycie podstawowych umiejętności projektowania układów i systemów cyfrowych odbywa się podczas pierwszej części (laboratoryjnej), opartej na dobrze udokumentowanych tutorialach, wykonywanych w obecności i przy pomocy prowadzącego. Utrwalenie zdobytych umiejętności ma miejsce podczas drugiej części, w ramach której studenci wykonują 1- lub 2-osobowe projekty. Tematy projektów wybierane są przez studentów indywidualnie wg własnych inspiracji lub z listy propozycji, obejmujących szeroką tematykę: gry i automaty zręcznościowe, układy pomiarowe i sterujące, interfejsy komunikacji międzyukładowej, układy telekomunikacyjne oraz audio/video itp. Zasadniczym celem każdego projektu jest jego fizyczne uruchomienie i przetestowanie.
W obydwu częściach kursu wykorzystywane są nowoczesne narzędzia CAD (Aldec, Xilinx) oraz moduły uruchomieniowe z układami FPGA Spartan-6 (Xilinx, Digilent).

1. Wprowadzenie do laboratorium, baza sprzętowa, warunki zaliczenia – 1g
2. Środowisko AHDL – tutoriale: “HDL Entry and Simulation”, “State Machine Entry and Debugging”, “Mixed Mode Entry and Simulation” – 5g
3. Projekt szkoleniowy w VHDL – specyfikacja, weryfikacja, synteza i implementacja – 6g
4. Projekt szkoleniowy w VHDL – preskaler, debouncer – 2g
5. Projekt indywidualny w VHDL – 16g

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest wykonanie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych (tutorialów).
2. Ocena z laboratorium jest zależna od terminowego zakończenia ćwiczeń laboratoryjnych (tutorialów).
3. Ocena z projektu jest zależna od stopnia jego złożoności, zaawansowania i jakości.
4. Ocena końcowa jest średnią z ocen z laboratorium i projektu.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Prerequisites and additional requirements:

· Znajomość teorii układów logicznych
· Znajomość techniki cyfrowej

Recommended literature and teaching resources:

1. M. Zwoliński: „Projektowanie układów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL”, WKŁ
2. K. Skahill: „Język VHDL. Projektowanie programowalnych układów logicznych”, WNT
3. J. Bhasker: „A VHDL Synthesis primer”, AT&T
4. D. Naylor, S. Jones: „VHDL: A Logic Synthesis Approach”, Springer

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Kurs ma na celu zdobycie umiejętności projektowania układów i systemów cyfrowych przy wykorzystaniu nowoczesnych metod i narzędzi projektowych, a w szczególności – za pomocą języków opisu sprzętu. Szczególny nacisk w całym kursie położony jest na stronę praktyczną.
Wiedza i umiejętności zdobyte podczas kursu są konieczne dla dalszego kształcenia w kierunku inżynierii systemów cyfrowych (systemy wbudowane, sprzętowa implementacja algorytmów, zaawansowane zagadnienia projektowania systemów syfrowych itp.). Uzyskane kompetencje są również niezbędne dla (organizowanych przez prowadzących kurs) praktyk zawodowych oraz prac inżynierskich i magisterskich, ściśle powiązanych z tematyką z przemysłu i nauki (konstrukcja aparatury przemysłowej i badawczej).
Absolwenci kursu są specjalistami poszukiwanymi do praktyk i pracy zawodowej m.in. przez małopolskie oddziały i firmy, takie jak: Aldec, Ericpol, Evatronix, Nokia Solutions & Networks, Woodward i inne.

Więcej informacji na stronie przedmiotu i stronie prowadzących: http://fpga.elektro.agh.edu.pl