Bài giảng Thiết kế logic số - Chương 1: Tổng quan
Thiết kế logic số
(Digital logic design)
TS. Hoàng Văn Phúc
Bộ môn KT Xung số - Vi xử lý
02/2017
Mục đích, yêu cầu
Mục đích chung: Trang bị kiến thức về thiết kế, kiểm tra các
mạch logic số, các thành phần của hệ thống điện tử số.
1.Thiết kế logic (chức năng) các khối mạch số (LSI, VLSI)
Đúng chức năng
Có khả năng hiện thực hóa bằng vi mạch thật
(Synthesizeable)
Một số kỹ thuật tối ưu thiết kế cơ bản
2. Hiện thực hóa các thiết kế trên FPGA
Cách thức hiện thực hóa thiết kế trên FPGA dùng phần
mềm tự động thiết kế (EDA)
Cách thức tổ chức phần cứng cho mạch FPGA để ứng
dụng vào thực tiễn
Yêu cầu: Nắm được kiến thức cơ bản, có khả năng thiết
kế các mạch số chức năng cỡ vừa
2
Hệ thống ứng dụng ICT
ICT: Information and communication technology
(Công nghệ thông tin và truyền thông)
3
Hệ thống IoT
IoT: Internet of things
4
Vi mạch số (digital) và tương tự (Analog)
continuous
discrete
base on Transistor,
capacitor, resistor, …
Analog
Digital
block design
physical design
(layout)
circuit design
base on logic cells
5
Mô hình trừu tượng các hệ thống số
(Digital Systems Abstract Model)
SYSTEM
MODULE
+
GATE
CIRCUIT
DEVICE
G
D
S
n+
n+
6
Mô hình trừu tượng các hệ thống tương tự
(Analog Systems Abstract Model)
7
Bài toán thiết kế mạch số (1)
Simple digital circuit (SSI, MSI)
8
Bài toán thiết kế mạch số (2)
Digital embedded system
9
Bài toán thiết kế mạch số (3)
Mức độ tích hợp: LSI, VLSI , SoC (vài ngàn đến hàng tỷ
transistor).
10
Bài toán thiết kế mạch số (4)
11
Bài toán thiết kế mạch số (5)
Khả năng tính toán: (MflopsTflops), ASIC có thể thay thế
máy tính trong giải quyết những bài toán ứng dụng cụ thể
12
•Các kiến thức chung (nhắc lại từ Điện Tử Số)
•HDL & Automation Design
•IC khả trình
Chương 1
Chương 2
•Ngôn ngữ VHDL
•Kỹ năng TK: Các khối MSI, SSI đơn giản đã biết trong ĐTS:
cộng, dịch, thanh ghi, đếm FSM…
• Công nghệ FPGA
• Thiết kế FPGA trên ISE
• Thiết kế hệ nhúng bằng FPGA
• Kỹ năng TK: Hiện thực hóa thiết kế ở các chương trước
trên FPGA, lập trình giao tiếp bằng VHDL cho các ngoại vị
đơn giản : UART, PS/2, I2C, SPI, VGA/LCD
Chương 3
Chương 4
•Các thuật toán và sơ đồ để thiết kế một số khối LSI thông
dụng
•Kỹ năng TK: Các khối LSI, VLSI: CLA, nhân, chia số
nguyên, số thực, có dấu và không dấu, Memory, cấu trúc
CPU đơn giản
•Bài tập thiết kế
13
Thảo luận chuyên đề
VHDL coding style
FPGA based design methods
Digital system design
14
Tài liệu tham khảo
David Money Harris and Sarah L.Harris, Digital Design and Computer
Architecture, 2007
M. Morris Mano, Digital_Design, 4th Edition
M. Morris Mano, Digital Logic And Computer Design, 3rd Edition
Giáo trình Thiết kế logic số- Trịnh Quang Kiên, Lê Xuân Bằng HVKTQS -
Năm 2011
Lê Xuân Bằng - Kỹ thuật số (Tập 1) - NXB Khoa học kỹ thuật, 2008
Đỗ Xuân Tiến - Kỹ thuật Vi xử lý và lập trình Assembly - NXB Khoa học kỹ thuật
- Năm 2002
IEEE VHDL standard reference 2002
Milos D. Ercegovac and Tomas Lang - Digital Arithmetic - San Francisco
Morgan Kaufmann Publishers - 2004
Douglas L Perry - VHDL Programming by Example 4th Edition - 2002
Uwe Meyer-Baese -Digital Signal Processing with FPGA – Springer - 2007
Xilinx - Spartan-3 Generation FPGA User Guide (ug331.pdf)
Xilinx - Spartan-3E FPGA Family Datasheet (ds312.pdf)
MIPS Technology - MIPS Instruction Set Reference, Vol I, 2003
15
Chương 1
Nội dung: Các khái niệm chung về vi mạch số. Các
công nghệ thiết kế vi mạch số. Giới thiệu về các IC
khả trình.
Thời lượng: 3 tiết bài giảng
16
The First Computer
The Babbage
Difference Engine
(1832)
25,000 parts
cost: £17,470
17
ENIAC - The first electronic computer (1946)
18
The Transistor Revolution
First transistor
Bell Labs, 1948
19
The First Integrated Circuits (IC)
Bipolar logic
1960’s
ECL 3-input Gate
Motorola 1966
20
Tải về để xem bản đầy đủ
45 trang
12/01/2024
14480
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Thiết kế logic số - Chương 1: Tổng quan", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_thiet_ke_logic_so_chuong_1_tong_quan.pdf
