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UE4 - Conception des systèmes numériques

UE4 - Conception des systèmes numériques

En pratique :

Volume horaire de cours : 6
Volume horaire global de TD : 26
Volume horaire global de TP : 20
Volume horaire globale de travail personnel : 42
Langue principale : français
Nombre de crédits européens : 6
Capacité d'accueil : 50

Description du contenu de l'enseignement

Ce module a pour objectif principal de présenter les enjeux de la conception numérique dans le domaine des systèmes électroniques (spécification haut niveau, réutilisation, vérification, prototypage, …) et les moyens qui permettent de l’assurer (langages, outils, circuits).
. Méthodologie de conception de systèmes numériques (de la spécification haut niveau à la caractérisation électrique)
. Langage de description du matériel : VHDL
. Architecture des circuits logiques programmables
. Prototypage et test d’un système numérique
 


Compétences à acquérir

À l'issue de ce module, l’étudiant sera capable de spécifier, simuler et synthétiser une application en VHDL en vue de l’implanter sur une plateforme de prototypage utilisant des circuits logiques programmables (FPGA). Il maîtrisera un flot d’outils de conception numérique. Il aura acquis les connaissances nécessaires pour effectuer des choix de circuits cibles (technologies et architectures).


Modalités pédagogiques

  • en présence

Modalités d’organisation et de suivi

  • Introduction

. Conception de systèmes numériques : périmètre
. L’industrie des semi-conducteurs : état des lieux
. Méthodologies de conception : cycle en V
. Représentation d’un système numérique : comportemental, flot de données, structurel
. Flot de conception : Modélisation et synthèse

  • Langage VHDL

. Présentation
. Eléments de base, types, instructions, opérateurs,
. Spécification hiérarchique : library, package, component, generic
. VHDL et simulation
. Modélisation des délais
. Scénarios de test
. Spécification des vecteurs de test
. Machine à états finis : graphe d’états et traduction en VHDL
. VHDL et synthèse

  • Circuits logiques programmables

. Composants logiques pour la conception de systèmes numériques : circuits standards (portes logiques, microcontrôleurs, mémoires …) et spécifiques (ASIC et FPGA)
. Caractéristiques d’un circuit logique programmable
. Les circuits logiques programmables
. SPLD : Simple Programmable Logic Device
. CPLD : Complex Programmable Logic Device
. FPGA : Field Programmable Gate Array
. Architectures des FPGA : Altera (Flex10K) et Xilinx (Spartan6)

  • Ressources logiques (look-Up Table, mémoire embarquée, blocs d’entrée-sortie, accélérateurs matériels)
  • Ressources de routage

TRAVAUX PRATIQUES
. Conception d’un système de réception et de traitement de données : du cahier des charges à la validation électrique sur une plateforme de prototypage FPGA
. La conception de ce système constitue un fil rouge tout le long de ce module d’enseignement, permettant d’illustrer chaque concept présenté en cours/TD.
. Outil de conception utilisé : Xilinx ISE
. Plateforme utilisée : Nexys3 (Terasic) utilisant un FPGA Spartan6 de chez Xilinx.
 


Bibliographie, lectures recommandées


Intervenant(s)

SAMUEL CRAND
MATTHIEU DAVY

Pré-requis

Pré-requis obligatoires

Avoir des connaissances en électronique numérique combinatoire et séquentielle.