ELE113 HW/SW systemkonstruksjon

Emneplan for studieåret 2022/2023

Innhold og oppbygning

En innebygd (eller embedded) computer er en datamaskin som er laget til et spesielt formål. Kurset bruker FPGA teknologi til å designe innebygde systemer. Dette involverer å sette opp en datamaskinarkitektur med en prosessor og periferienheter, hardware design med VHDL og software design i C. Kurset starter med å se FPGA design som fokuserer spesielt på begrensninger gitt av reelle applikasjoner. Fokuset videre er på de fysiske og logiske elementene som inngår arkitekturen for et innebygget system, samt bruk av et sanntidsoperativsystem på en innebygd plattform. Feilsøking, verifikasjon og testing blir vektlagt.

Gjennom praktiske laboratorieoppgaver og tre større obligatoriske oppgave får man praktiske erfaringer med å bygge innebygde systemer av varierende kompleksitet.

Innhold

  • Forklaring av virkemåten til fysiske komponenter i et innebygget system (minne, CPU osv.).
  • Forklaring av virkemåten til logiske komponenter og arkitektur i et innebygget system, inkludert bruk av sanntids operativsystem.
  • Verifikasjon og testing av digitale design og innebygde systemer.
  • Standard prosjektmetodikk og dokumentasjon.
  • VHDL design med spesielt fokus på begrensninger (constraints) for FPGA. Dvs: Timing, IO standarder med mere.
  • C design for innebygde systemer.
  • Laboratorieoppgaver hvor man vha Alteras utviklingsverktøy designer innebygde systemer på FPGA, med CPU, eksternt minne og andre periferienheter.

Læringsutbytte

Kunnskaper

Kandidaten har kjennskap til:

  • oppbygningen og begrensningene som gjelder for reelle FPGA applikasjoner.
  • funksjon og arkitektur til et innebygd system.
  • metoder for verifisering og testing.
  • Sanntidsoperativsystem.
  • standard prosjektmetodikk.

Ferdigheter

  • Kandidaten kan anvende og bearbeide sin kunnskap for å identifisere, formulere, spesifisere, planlegge og løse oppgaver knyttet til HW/SW systemkonstruksjon på en systematisk måte.
  • Kandidaten kan anvende språkene VHDL og C i utviklingsmiljø for innebygde systemer.

Generell kompetanse

  • Kandidaten har kunnskap om hvordan bruke programmerbar logikk til å løse relevante teknologiske utfordringer.
  • Kandidaten kan delta aktivt i faglig relevante diskusjoner og evner å dele sine kunnskaper og erfaringer med andre og bidra til utvikling av god praksis.
  • Kandidaten evner å oppdatere sin kunnskap innen fagfeltet.

Krav til forkunnskaper

Ingen

Anbefalte forkunnskaper

  • ELE102 Datateknikk og mikrokontrollere
  • ELE111 Digitale design

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger.

Praktiske oppgaver alene og i grupper. 

Obligatorisk læringsaktivitet

5 obligatoriske oppgaver må være godkjent før eksamen kan avlegges.

Vurderingsform

Skriftlig skoleeksamen, 4 timer. 

Dersom færre enn 9 kandidater er oppmeldt, kan det bli muntlig eksamen

Karakterskala A-F, der F tilsvarer ikke bestått.

Hjelpemidler ved eksamen

Alle hjelpemidler unntatt kommunikasjon med andre personer.

Mer om hjelpemidler

Faglig overlapping

  • TOE107 (1) - HW/SW systemkonstruksjon - Reduksjon: 10 studiepoeng