Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τους φοιτητές στη σύγχρονη προσέγγιση σχεδίασης και υλοποίησης ψηφιακών κυκλωμάτων με χρήση Επαναδιαμορφώσιμων Συστημάτων (Field Programmable Gate Arrays - FPGA). Οι σπουδαστές θα διδαχθούν τεχνικές σχεδίασης με γλώσσες περιγραφής υλικού (Hardware Description Languages HDLs) για FPGAs. 

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

• να σχεδιάζουν και να υλοποιούν ψηφιακά κυκλώματα με τη χρήση γλώσσας περιγραφής υλικού (HDL) για τεχνολογίες FPGAs,
• να αναλύουν τις διαδικασίες της σύνθεσης, της επαλήθευσης της ορθής σχεδίασης και της υλοποίησης σε τεχνολογίες FPGAs,
• να σχεδιάζουν και να υλοποιούν ψηφιακά συστήματα σε τεχνολογία FPGAs με τη χρήση εργαλείων λογισμικού CAD.
• να υλοποιούν ψηφιακά κυκλώματα για αριθμητικές πράξεις και άλλες σύγχρονες εφαρμογές

• Να υλοποιούν ψηφιακά κυκλώματα για αριθμητικές πράξεις και άλλες σύγχρονες εφαρμογές,
• Αυτόνομη εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Σύντομη περιγραφή

• Τεχνολογία, μεθοδολογία και ροή σχεδίασης με FPGAs
• Μοντελοποίηση συστημάτων και λειτουργικής επαλήθευσης με γλώσσες περιγραφής υλικού (Hardware Description Languages, HDLs) για FPGAs
• Σχεδίαση επιταχυντών υλικού σε τεχνολογίες FPGA
• Σχεδίαση με FPGAs για σύγχρονες εφαρμογές

Θεματικές ενότητες ανά εβδομάδα

1. Εισαγωγή στη σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων με FPGAs
2. Τεχνολογία VLSI
3. Αρχιτεκτονικές FPGAs
4. FPGAs βασισμένα σε SRAM
5. Μεθοδολογία και ροή σχεδίασης με FPGAs
6. Μοντελοποίηση και λειτουργική επαλήθευση με γλώσσες περιγραφής υλικού (Hardware Description Languages, HDLs) για
   FPGAs
7. Υλοποίηση συνδυαστικών κυκλωμάτων και αριθμητικών πράξεων και παραδείγματα
8. Υλοποίηση ακολουθιακών κυκλωμάτων και παραδείγματα
9. Μνήμες σε αρχιτεκτονικές FPGAs
10. Περιορισμοί χρονισμού (timing constraints) και σχεδίαση για βελτιστοποίηση του χρονισμού (timing closure) σε FPGAs
11. Σχεδίαση με χρήση έτοιμων πυρήνων IP (IP Cores) σε τεχνολογίες FPGA
12. Σχεδίαση επιταχυντών υλικού σε τεχνολογίες FPGA
13. Σχεδίαση και υλοποίηση με FPGAs για σύγχρονες εφαρμογές

Το μάθημα αξιολογείται με γραπτή τελική εξέταση τρίωρης διάρκειας και πιθανή διαδικασία διαρκούς αξιολόγησης κατά την κρίση του διδάσκοντα. Η ακριβής διαδικασία αξιολόγησης ανακοινώνεται στους φοιτητές και αναρτάται στο eclass στην αρχή του εξαμήνου.

1. Wayne Wolf, Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGAs, 1η Έκδοση Αμερικανική, εκδόσεις ΝΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ, 2013 (κωδικός στον Εύδοξο: 33134146)
2. Brown, Vranesic, Μιχαήλ Γ. Δημόπουλος (Επιστ. επιμέλεια), Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων με τη Γλώσσα VHDL, 3η Βελτιωμένη Έκδοση, εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ, 2021 (κωδικός στον Εύδοξο: 102070909)

https://eclass.uop.gr/modules/auth/opencourses.php?fc=294