• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Высокоуровневое и имитационное моделирование цифровых систем

2022/2023
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
8
Кредиты
Статус:
Курс по выбору
Когда читается:
4-й курс, 1-3 модуль

Преподаватели

Программа дисциплины

Аннотация

Курс «Высокоуровневое и имитационное моделирование цифровых систем» позволит студентам приобрести теоретические и практические навыки по разработке, проектированию, моделированию, верификации и программированию цифровых систем (портативные системы, системы управления и контроля, видео-/аудио-системы и т.д.), а также обеспечит освоение новых САПР (таких, как: Intel FPGA Quartus Prime, ModelSim/QuestaSim, DSP Builder/HDL Coder в связке с САПР MatLab) и языка программирования (проектирования цифровых систем) SystemVerilog с интерфейсом DPI. Курс расширяет знания, которые студенты получают в рамках дисциплин, связанных с проектированием программного обеспечения, а также программированием микропроцессоров/микроконтроллеров/одноплатных компьютеров; является одним из базовых для работы над ВКР и прохождения производственной практики на предприятиях с конструкторским уклоном.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Приобретение теоретических и практических навыков по разработке, проектированию и программированию цифровых систем (портативных систем, систем управления и контроля, видео-/аудио-систем и пр.). При этом акцент в данной дисциплине сделан на программную составляющую цифровых встраиваемых систем и разработку программного обеспечения для них.
  • Изучение особенностей языка программирования и верификации цифровых систем SystemVerilog и интерфейса DPI.
  • Изучение применения Искусственного интеллекта во встраиваемых системах. Освоение методов реализации ИНС во встраиваемых системах.
  • Изучение использования современных библиотек OpenCV, OpenCL для проектирования встраиваемых систем. Методы моделирования цифровых систем с использованием данных библиотек.
  • Изучение использования различных аппаратных платформ (одноплатных компьютеров, ПЛИС и др.) и особенностей разработки ПО под них. Обучение методам моделирования, отладки и верификации программно-аппаратных систем на разных уровнях абстракции.
  • Изучение особенностей проектирования многопроцессорных систем и разработки ПО для них. Изучение сетей на кристалле и методов их высокоуровневого и HDL моделирования.
  • Изучение методов синтеза аппаратных описаний (HDL) цифровых систем из высокоуровневого описания.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Иметь навыки (приобрести опыт): работы в ОС реального времени для встраиваемых систем;
  • Иметь навыки (приобрести опыт): синтеза процессорных ядер MIPS, Nios II, ARM (HPS) и их программирования;
  • Знать методы программирования автоматизированных систем;
  • Знать особенности применения библиотек OpenCV, OpenCL для проектирования автоматизированных систем.
  • Знать подходы к описанию и верификации цифровых систем
  • Знать принципы проектирования многоядерных систем;
  • Иметь навыки (приобрести опыт): проектирования в специализированном программном обеспечении Intel Quartus Prime;
  • Иметь навыки (приобрести опыт): работы в среде моделирования ModelSim и проектирования/верификации цифровых систем на языке SystemVerilog совместно с высокоуровневыми языками с использованием интерфейса DPI.
  • Иметь навыки (приобрести опыт): разработки под чипы Intel FPGA и платформу OpenVINO, а также Raspberry PI.
  • Уметь o вести разработку программной части автоматизированной системы с применением современных методов Искусственного интеллекта, библиотек обработки медиа-данных и проектирования гетерогенных многоядерных вычислительных систем.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Место дисциплины в образовательном треке студента и его будущей карьере
  • Особенности проектирования программного обеспечения для встраиваемых систем
  • Особенности реализации ИНС на уровне аппаратуры. Моделирование работы ИНС
  • Высокоуровневая программная верификация цифровых систем
  • Разработка ПО для одноплатных компьютеров. Моделирование работы программно-аппаратных комплексов
  • OpenCL и OpenCV для проектирования встраиваемых систем
  • Выполнение домашнего задания
  • Разработка и программирование гетерогенных многоядерных систем. Высокоуровневое и HDL моделирование сетей на кристалле
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Экзамен 1
    Описание экзамена и список вопросов содержатся в методических указаниях (HLIMDS_Exam_2021_p1).
  • неблокирующий Контроль на лекциях
    Случайным образом во время лекции выдается письменное или оформленное в виде теста задание вместе с критериями его оценивания.
  • неблокирующий Домашняя работа
    Описание требований к выполнению работы содержится в метод. указаниях.
  • неблокирующий Экзамен 2
    Описание экзамена и список вопросов содержатся в методических указаниях (HLIMDS_Exam_2021_p1).
  • неблокирующий Практические работы
  • неблокирующий Практические работа 1
  • неблокирующий Практические работа 2
  • неблокирующий Практические работа 3
  • неблокирующий ЛК
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • 2022/2023 учебный год 2 модуль
    0.16 * ЛК + 0.2 * Экзамен 1 + 0.2 * Практические работа 3 + 0.2 * Практические работа 2 + 0.24 * Практические работа 1
  • 2022/2023 учебный год 3 модуль
    0.48 * Практические работы + 0.16 * Домашняя работа + 0.16 * Контроль на лекциях + 0.2 * Экзамен 2
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Дэвид, М. Х. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера / М. Х. Дэвид, Л. Х. Сара. — Москва : ДМК Пресс, 2017. — 792 с. — ISBN 978-5-97060-522-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/97336 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
  • Харрис, Д. М. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Дополнение по архитектуре ARM / Д. М. Харрис, С. Л. Харрис , перевод с английского А. А. Слинкин. — Москва : ДМК Пресс, 2019. — 356 с. — ISBN 978-5-97060-650-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/111431 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Максфилд, К. Проектирование на ПЛИС. Курс молодого бойца : учебное пособие / К. Максфилд. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 407 с. — ISBN 978-5-94120-147-1. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/60987 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.