Bilgi Paketi

Biyomedikal Mühendisliği Programı (%30 İngilizce)

BME487

FPGA TEMELLİ SAYISAL DEVRE TASARIMI

Ders Kodu
BME487
Yarıyıl
-
Teori+Uygulama
3 + 1
AKTS
5
Dersin TürüSeçmeli
Dersin DüzeyiLisans
Dersin Yılı-
Dersin Yarıyılı-
AKTS5
Öğretim Eleman(lar)ı -
Öğrenme Kazanımları

Bu dersin sonunda öğrenciler;

  1. Sayısal Devre Tasımı sektörünün güncel durumunu öğrenip anlar.
  2. FPGA temelli Sayısal Devre tasarım ve uygulamasını öğrenir ve kavrar
  3. FPGA tabanlı Dijital Devrelerin en son teknoloji konularında araştırma yapabilme; sunum hazırlama ve yapma; FPGA tabanlı devrelerde makale okuma ve yazma yeteneği kazanır
  4. FPGA tabanlı sistemlerde Yazılım Araçlarını kullanma konusunda deneyim ve beceri kazanır.
Veriliş Biçimi
ÖnkoşullarVar( BME219)
Önerilen Dersler
Ders TanımıBu ders kapsamında FPGA (Field Programmable Gate Array) entegrelerinin iç yapıları, bunların benzetim ve tasarım yazılım araçları, VHDL dili, FPGA içinde birleşimsel devrelerin ve Sonlu Durum Makinalarının (SDM) gerçeklenmesi prensipleri, FPGA kullanılarak kod çözücü, kodlayıcı, mux, demux, karşılaştırıcı, parite devreleri, toplayıcı-çıkarıcı, zamanlayıcı ve sayaç, kaydırıcı, hafıza blokları ve sürücüleri, AD ve DA dönüştürücü sürücüleri, sinyal ve kontrol portları tasarlanması ve gerçeklenmesi, FPGA temelli flip-flop ve latch kullanan SDM uygulamaları konuları işlenmektedir.
Ders İçeriği
HAFTA KONULAR
1. Hafta Sayı sistemleri (İkili, sekizli, onaltılı, işaret-büyüklük gösterimi, ikinin tümleyeni gösterimi, Toplama ve çıkarma, BCD)
2. Hafta Mantık kapılarının, birleşimsel devrelerin, Karnaugh haritalarının, flip-flop?ların, propagasyon gecikmelerinin, zamanlama diyagramlarının gözden geçirilmesi ve tekrarı
3. Hafta Moore ve Meely Sonlu Durum Makineleri (FSM), Durum diyagramı (State Diagram) tabanlı tasarım
4. Hafta Donanım Tasarım Dilleri (HDL), Simülasyon araçları, HDL tabanlı tasarım akışı, VHDL, program yapısı, eşzamanlılık, türler, sabitler, diziler, IP'ler, FPGA teknolojisi, FPGA mimarileri, FPGA tabanlı tasarımın ilkeleri
5. Hafta Donanım Tasarım Dilleri (HDL), Simülasyon araçları, HDL tabanlı tasarım akışı, VHDL, program yapısı, eşzamanlılık, türler, sabitler, diziler, IP'ler, FPGA teknolojisi, FPGA mimarileri, FPGA tabanlı tasarımın ilkeleri
6. Hafta Kod çözücüler, Kodlayıcılar, mux'lar, demux'lar ve bunların FPGA tabanlı uygulamaları.
7. Hafta Karşılaştırıcılar, Parite devreleri, Toplayıcı-çıkarıcılar gibi FPGA tabanlı devre tasarımı
8. Hafta Ara Sınav
9. Hafta FPGA tabanlı saat ve dalga biçimi üretimi, FPGA tabanlı yukarı-aşağı sayaç, basamaklı sayaçlar, Kaydırma yazmaçları
10. Hafta Flip-flop ve Latch kullanılarak FPGA'lerde Sonlu Durum Makinelerinin (FSM'ler) tasarımı ve uygulanması
11. Hafta Flip-flop ve Latch kullanılarak FPGA'lerde Sonlu Durum Makinelerinin (FSM'ler) tasarımı ve uygulanması
12. Hafta FPGA tabanlı senkron ve asenkron FSM'ler.
13. Hafta FPGA tabanlı çok bitli yazmaçlar ve latch?ler, RAM'ler
14. Hafta AD ve DA dönüştürücülerini FPGA'lere bağlamak ve diğer sinyal bağlantı portları.
KaynaklarJohn F. Wakerly, Digital Design Principles and Practices,4th edition, 2016, Prentice Hall
M. Morris Mano,Michael Ciletti,Digital Design: With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog,2017, Pearson
Öğretim Yöntemleri
  • Anlatım
  • Sorun/Problem Çözme
  • Deney
  • Rapor Hazırlama
Değerlendirme
Sayısı Toplam Katkısı (%)
Ara Sınav 1 30
Ödev 10 30
Toplam(%) 60
Yıl İçinin Başarıya Oranı(%) 60
Finalin Başarıya Oranı(%) 40
Toplam(%) 100
AKTS İş Yükü
Aktivite Sayı Süre (Saat) İş Yükü
Ara Sınav 1 2 2
Kısa Sınavlara hazırlık
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 14 3 42
Final Sınavına Hazırlık 1 20 20
Ders Saati 14 3 42
Ara Sınava Hazırlık 1 10 10
Laboratuvar 13 2 26
Final Sınavı 1 2 2
Ödevler 3 3 9
Toplam İş Yükü153
Toplam İş Yükü / 305.1
Dersin AKTS Kredisi5
Dil-
Staj / UygulamaYok
Ö1 Ö2 Ö3 Ö4
P1 X X X
P2 X X X X
P3 X X X X
P4 X X
P5 X X X
P6 X X
P7 X X
P8
P9 X X
P10 X X
P11 X