Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Projektowanie systemów cyfrowych przy pomocy języków wysokiego poziomu ESL
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETP-1-716-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
7
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
Karwatowski Michał (mkarwat@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z najnowszymi metodami oraz narzędziami projektowania systemów cyfrowych. Prezentowane metody bazują na językach opisu wysokiego poziomu.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma pogłębioną wiedzę dotyczącą projektowania systemów cyfrowych. Nowe kompetencje dotyczą wiedzy o projektowaniu przy użyciu jezyków opisu wysokiego poziomu. ETP1A_W08 Projekt
M_W002 Ma wiedzę o trendach rozwojowych w zakresie narzędzi ułatwiających projektowanie cyfrowych urzadzeń elektronicznych ETP1A_W16
M_W003 Rozumie metodykę projektowania na poziomie opisu funkcjonalnego pracy systemu (ESL). ETP1A_W08 Projekt
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi zaproponować ulepszenia opracowanych rozwiązań w zależności od ustalonych kryternów projektowych ETP1A_U08 Projekt
M_U002 Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników realizacji projektu w języku wysokiego poziomu ESL ETP1A_U04 Projekt
M_U003 Potrafi, zgodnie z przyjętymi wytycznymi i założeniami, zaprojektować układ cyfrowy przy użyciu języka ESL ETP1A_U13 Projekt
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
38 14 0 14 10 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Ma pogłębioną wiedzę dotyczącą projektowania systemów cyfrowych. Nowe kompetencje dotyczą wiedzy o projektowaniu przy użyciu jezyków opisu wysokiego poziomu. + - - + - - - - - - -
M_W002 Ma wiedzę o trendach rozwojowych w zakresie narzędzi ułatwiających projektowanie cyfrowych urzadzeń elektronicznych + - - - - - - - - - -
M_W003 Rozumie metodykę projektowania na poziomie opisu funkcjonalnego pracy systemu (ESL). + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi zaproponować ulepszenia opracowanych rozwiązań w zależności od ustalonych kryternów projektowych - - + + - - - - - - -
M_U002 Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników realizacji projektu w języku wysokiego poziomu ESL - - + + - - - - - - -
M_U003 Potrafi, zgodnie z przyjętymi wytycznymi i założeniami, zaprojektować układ cyfrowy przy użyciu języka ESL - - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 75 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 38 godz
Przygotowanie do zajęć 12 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z najnowszymi metodami oraz narzędziami projektowania systemów cyfrowych . Prezentowane metody bazują na językach opisu wysokiego poziomu tzw. ESL (ang. Electronic System Level). W większości przypadków składnia wykorzystywana przez te języki opiera się na standardzie języka ANSI C lub Python.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod projektowania, przy użyciu języków HDL ( VHDL oraz Verilog), nowoczesna formuła bazuje na opisie behawioralnym sprzętu. Takie podejście umożliwia znacznie zwiększenie efektywności procesu projektowania, jak również pozwala na tworzenie systemów cyfrowych w sposób modułowy.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):

Praktycznie przedstawiana podczas laboratorium wiedza opiera się o język Python oraz dodatkowe paczki pozwalające na konwersję do języka HDL. Pozwala to na łatwą integrację modułów napisanych w różnych językach w ramach jednego systemu cyfrowego. W konsekwencji przyjęta metodologia dzięki dużej swobodzie projektowej pozwala na tworzenie heterogenicznych architektur systemów cyfrowych typu HW/SW. Wykorzystanie języka Python umożliwia wysokopoziomową symulację systemu przy użyciu wszystkich możliwości języka.
Seria zajęć laboratoryjnych obejmuje wprowadzenie do języka oraz stosowanego narzędzia projektowego. Na kolejnych zajęcia realizowane będą projekty obrazujące metodologię realizacji projektów w układach FPGA.
Do implementacji projektu wykorzystane będzie oprogramowanie Xilinx Vivado WebPACK (darmowa licencja), konwersja do języka HDL oparta będzie o paczkę MyHDL (open source).
Do dyspozycji studentów oddane są platformy sprzętowe oparte o układ Xilinx Zynq-7000.
Studenci mają możliwość kontynuowania doświadczeń zdobytych na zajeciach podczas realizacji prac dyplomowych w ramach projektów, które są prowadzone w Laboratorium Akceleracji Obliczeń i Sztucznej Inteligencji ACK Cyfronet.

Ćwiczenia projektowe (10h):

Podczas zajęć projektowych studenci samodzielnie wykonają wybrany przez siebie lub prowadzącego system cyfrowy przy wykorzystaniu wiedzy i umiejętności zdobytych na wykładzie i laboratorium.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie laboratorium wymaga wykonania kolejno wszystkich ćwiczeń oraz zaliczenia kolokwiów.
Zaliczenie zajęć projektowych wymaga stworzenia działającego systemu cyfrowego przy wykorzystaniu poznanych na laboratorium metod.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa obliczana jest jako średnia ocena z laboratorium i projektu.
Ocena końcowa: 25% laboratorium + 75% projekt

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

Zaliczenie zajęć z inną grupą laboratoryjną.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość technik programowania strukturalnego oraz obiektowego oraz podstaw zasad działania układów FPGA.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Wprowadzanie do języka MyHDL
https://media.readthedocs.org/pdf/myhdl/latest/myhdl.pdf

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Wielgosz, Maciej & Karwatowski, Michał & Pietroń, Marcin & Wiatr, Kazimierz. (2016). FPGA implementation of the procedures for video quality assessment. Computer Science. 19. 10.7494/csci.2018.19.3.2825.

Informacje dodatkowe:

Brak