Overordnede kursusmål
Kursets formål er at sætte den studerende i stand til at analysere,
designe, simulere, implementere, afprøve og dokumentere
- digitale systemer på Register Transfer Level (RTL) niveau
- synkrone sekvensmaskiner
under anvendelse af rekonfigurerbar hardware.
Kurset sætter deltagerne i stand til at analysere, designe,
simulere, implementere, afprøve og dokumentere digitale kredsløb,
som foretager simple beregninger eller simple styringsopgaver ved
anvendelse af gængse syntese- og simuleringsværktøjer (p.t. VHDL og
Xilinx Vivado) og at realisere disse kredsløb i rekonfigurerbar
hardware (FPGA-teknologi).
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Redegør for de grundlæggende begreber og antagelser omkring
synkrone digitale kredsløb – den 'diskrete abstraktion'
samt den grundlæggende struktur ved brug af logiske funktioner
(kombinatoriske kredsløb) og hukommelseselementer
(flip-flops).
- Forklar virkemåde og realisering af digitale kredsløb opbygget
af logiske porte (som AND, OR, NOT, NAND, NOR) og oversæt mellem
logiske udtryk (boolesk algebra) og digitale kredsløb.
- Forklar virkemåde og realisering af grundlæggende
hukommelseselementer (D flip-flop og D-latch).
- Redegør for opbygning og virkemåde af synkrone
tilstandsmaskiner samt beskrive trin for trin, hvorledes en sådan
tilstandsmaskine designes (tilstandsgraf, tilstandstabel,
tilstandsminimering, tilstandskodning, etc.).
- Omsæt et verbalt designoplæg til en specifikation af et
digitalt kredsløb ved brug af Boolesk algebra, sandhedstabeller,
tilstandsgrafer m.v. og efterfølgende syntetisere og implementere
kredsløbet.
- Demonstrer grundlæggende kendskab til simulerings- og
synteseværktøjer for digitale kredsløb, og herunder beskriv mindre
kredsløb i et hardwarebeskrivende sprog (som f.eks. VHDL).
- Definer og forklar/redegør for tidsparametre for komponenter på
RTL-niveau (registre og logik) samt på baggrund af disse at beregne
kritiske signalveje for et givent sekventielt kredsløb og bestemme
den mindst mulige periodetid for kloksignalet.
- Forklar opbygning og virkemåde af et sekventielt kredsløb
bestående af en datavej og en tilhørende
tilstandsmaskine/kontrolenhed samt designe en sådan
FSMD-realisering af simple algoritmer og styringskredsløb
- Forklar fænomenet metastabilitet.
- Analyser, opdel og implementer et hardwareprojekt i samarbejde
med 1 til 2 medstuderende.
- Dokumenter et sådant designarbejde i en teknisk
rapport.
Kursusindhold
• FSM (endelig tilstandsmaskine) og FSMD (endelig tilstandsmaskine
med datavej).
• Hardware design ved brug af hardware-beskrivende sprog (p.t.
VHDL).
• FPGA teknologi: struktur og virkemåde.
• Laboratorieøvelser dækkende VHDL og CAD-værktøjer til simulering,
syntese og prototype udvikling ved FPGA technology (p.t. Xilinx).
Sidst opdateret
04. maj, 2026