Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektronika i telekomunikacja (S1)

Sylabus przedmiotu Programowalne urządzenia logiczne:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektronika i telekomunikacja
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Programowalne urządzenia logiczne
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki
Nauczyciel odpowiedzialny Witold Mickiewicz <Witold.Mickiewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Tomasz Miłosławski <Tomasz.Miloslawski@zut.edu.pl>, Krzysztof Penkala <Krzysztof.Penkala@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL5 30 2,00,38zaliczenie
wykładyW5 15 2,00,62egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawowa wiedza z teorii układów logicznych
W-2Podstawowa wiedza z zakresu techniki cyfrowej

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z budową wewnętrzną programowalnych urządzeń logicznych
C-2Zapoznanie studentów z metodami projektowania systemów cyfrowych w oparciu o technologię PLD
C-3Ukształtowanie umiejętności projektowania układów cyfrowych w oparciu o technologię programowalnych urządzeń logicznych
C-4Ukształtowanie umiejętności stosowania języka VHDL do implementacji systemów cyfrowych w układach PLD

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Omówienie stanowiska dydaktycznego i zapoznanie z narzędziami projektowymi.2
T-L-2Implementacja PLD układów kombinacyjnych.4
T-L-3Implementacja PLD układów rejestrowych – przerzutniki synchroniczne i rejestry przesuwne, liczniki.4
T-L-4Implementacja PLD automatów o skończonej liczbie stanów.4
T-L-5Obsługa PLD układów klawiaturowych. Eliminacja drgań styków.2
T-L-6Implementacja PLD systemów złożonych - układ odmierzania czasu z wyświetlaniem stanu.6
T-L-7Implementacja PLD systemów złożonych - generowanie obrazu w standardzie VGA na monitorze komputerowym.6
T-L-8Zaliczenie zajęć.2
30
wykłady
T-W-1Teoria cyfrowych systemów funkcjonalnie pełnych i jej związek z konstrukcją wewnętrzną układów PLD1
T-W-2Układy kombinacyjne i sekwencyjne - wymagania dot. zasobów w układach programowalnych1
T-W-3Przegląd technologii, rodzajów i architektur cyfrowych układów programowalnych2
T-W-4Konfiguracja układów PLD i FPGA - języki opisu sprzętu, standard JTAG2
T-W-5Język VHDL - kurs podstawowy6
T-W-6Automaty o skończonej liczbie stanów w języku VHDL1
T-W-7Zegar systemowy - dystrybucja, zarządzanie, jakość sygnału zegarowego.1
T-W-8Systemy sprzętowo-programowe System On Chip1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych30
A-L-2Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych12
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych12
A-L-4Przygotowanie i powtórzenie materiału do zaliczeń6
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykładach15
A-W-2Studia literaturowe treści zaleconych przez wykładowcę.35
A-W-3Zaliczenie pisemne wykładu1
A-W-4Konsultacje z wykładowcą.9
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Sprawdziany wstępne przed ćwiczeniami laboratoryjnymi
S-2Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładu w postaci testu wyboru
S-3Ocena podsumowująca: Ocena sprawozdań z przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych
S-4Ocena formująca: Bieżąca ocena pracy nad oprogramowaniem tworzonym podczas ćwiczeń laboratoryjnych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_1A_C16_W01
Student zna strukturę wewnątrzną współczesnych programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.		ET_1A_W08T1A_W02, T1A_W04, T1A_W07—C-1, C-2T-L-1, T-W-1, T-W-2, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-3, T-W-4M-1, M-2S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_1A_C16_U01
Student potrafi zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zaimplementować go w języku VHDL z wykorzystaniem podstawowych cech języka oraz zasymulować jego działanie.		ET_1A_U03, ET_1A_U05, ET_1A_U09, ET_1A_U15, ET_1A_U18, ET_1A_U21, ET_1A_U24T1A_U03, T1A_U04, T1A_U05, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16InzA_U01, InzA_U07C-3, C-4T-L-5, T-L-3, T-L-2, T-L-6, T-L-4, T-L-7, T-L-8M-2, M-3S-3, S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C16_W01
Student zna strukturę wewnątrzną współczesnych programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.		2,0
3,0Student zna strukturę wewnątrzną współczesnych programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C16_U01
Student potrafi zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zaimplementować go w języku VHDL z wykorzystaniem podstawowych cech języka oraz zasymulować jego działanie.		2,0
3,0Student potrafi zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zaimplementować go w języku VHDL z wykorzystaniem podstawowych cech języka oraz zasymulować jego działanie.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Krzysztof Penkala redakcja, Specjalizowane Programowalne Układy Scalone, Wyd. Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2001
  2. Józef Kalisz, Język VHDL w praktyce, WKiŁ, Warszawa, 2004
  3. Mark Zwoliński, Projektowanie układów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL, WKiŁ, Warszawa, 2007

Literatura dodatkowa

  1. Sunggu Lee, Design of Computers and Other Complex Digital Devices, Prentice Hall, New Jersey, 2000

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Omówienie stanowiska dydaktycznego i zapoznanie z narzędziami projektowymi.2
T-L-2Implementacja PLD układów kombinacyjnych.4
T-L-3Implementacja PLD układów rejestrowych – przerzutniki synchroniczne i rejestry przesuwne, liczniki.4
T-L-4Implementacja PLD automatów o skończonej liczbie stanów.4
T-L-5Obsługa PLD układów klawiaturowych. Eliminacja drgań styków.2
T-L-6Implementacja PLD systemów złożonych - układ odmierzania czasu z wyświetlaniem stanu.6
T-L-7Implementacja PLD systemów złożonych - generowanie obrazu w standardzie VGA na monitorze komputerowym.6
T-L-8Zaliczenie zajęć.2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Teoria cyfrowych systemów funkcjonalnie pełnych i jej związek z konstrukcją wewnętrzną układów PLD1
T-W-2Układy kombinacyjne i sekwencyjne - wymagania dot. zasobów w układach programowalnych1
T-W-3Przegląd technologii, rodzajów i architektur cyfrowych układów programowalnych2
T-W-4Konfiguracja układów PLD i FPGA - języki opisu sprzętu, standard JTAG2
T-W-5Język VHDL - kurs podstawowy6
T-W-6Automaty o skończonej liczbie stanów w języku VHDL1
T-W-7Zegar systemowy - dystrybucja, zarządzanie, jakość sygnału zegarowego.1
T-W-8Systemy sprzętowo-programowe System On Chip1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych30
A-L-2Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych12
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych12
A-L-4Przygotowanie i powtórzenie materiału do zaliczeń6
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykładach15
A-W-2Studia literaturowe treści zaleconych przez wykładowcę.35
A-W-3Zaliczenie pisemne wykładu1
A-W-4Konsultacje z wykładowcą.9
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C16_W01Student zna strukturę wewnątrzną współczesnych programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_1A_W08Ma szczegółową wiedzę w zakresie architektury i programowania systemów mikroprocesorowych oraz innych układów programowalnych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z budową wewnętrzną programowalnych urządzeń logicznych
C-2Zapoznanie studentów z metodami projektowania systemów cyfrowych w oparciu o technologię PLD
Treści programoweT-L-1Omówienie stanowiska dydaktycznego i zapoznanie z narzędziami projektowymi.
T-W-1Teoria cyfrowych systemów funkcjonalnie pełnych i jej związek z konstrukcją wewnętrzną układów PLD
T-W-2Układy kombinacyjne i sekwencyjne - wymagania dot. zasobów w układach programowalnych
T-W-5Język VHDL - kurs podstawowy
T-W-6Automaty o skończonej liczbie stanów w języku VHDL
T-W-7Zegar systemowy - dystrybucja, zarządzanie, jakość sygnału zegarowego.
T-W-8Systemy sprzętowo-programowe System On Chip
T-W-3Przegląd technologii, rodzajów i architektur cyfrowych układów programowalnych
T-W-4Konfiguracja układów PLD i FPGA - języki opisu sprzętu, standard JTAG
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Sprawdziany wstępne przed ćwiczeniami laboratoryjnymi
S-2Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładu w postaci testu wyboru
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna strukturę wewnątrzną współczesnych programowalnych układów CPLD i FPGA, rozumie zasady ich programowania oraz zna zasady projektowania urządzeń elektronicznych z ich wykorzystaniem.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C16_U01Student potrafi zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zaimplementować go w języku VHDL z wykorzystaniem podstawowych cech języka oraz zasymulować jego działanie.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_1A_U03Potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji tego zadania oraz przedstawić krótką prezentację poświęconą wynikom realizacji zadania inżynierskiego.
ET_1A_U05Ma umiejętność samokształcenia się, m.in. w celu podnoszenia kwalifikacji zawodowych.
ET_1A_U09Potrafi posłużyć się właściwie dobranymi środowiskami programistycznymi, symulatorami oraz narzędziami komputerowo wspomaganego projektowania do projektowania, symulacji i weryfikacji układów elektronicznych oraz prostych systemów elektronicznych i telekomunikacyjnych.
ET_1A_U15Potrafi stosować cyfrowe układy programowalne oraz korzystać z poznanych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów.
ET_1A_U18Potrafi analizować schematy blokowe i ideowe urządzeń elektronicznych oraz projekty systemów telekomunikacyjnych, śledzić drogi przepływu sygnału, wyodrębniać bloki funkcjonalne i przypisywać elementom spełniane funkcje.
ET_1A_U21Potrafi sformułować algorytm, posługuje się językami programowania oraz odpowiednimi narzędziami informatycznymi do opracowania oprogramowania mikroprocesorów i innych urządzeń programowalnych.
ET_1A_U24Potrafi ocenić przydatność standardowych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich z zakresu elektroniki i telekomunikacji oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U03potrafi przygotować w języku polskim i języku obcym, uznawanym za podstawowy dla dziedzin nauki i dyscyplin naukowych właściwych dla studiowanego kierunku studiów, dobrze udokumentowane opracowanie problemów z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U04potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U05ma umiejętność samokształcenia się
T1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Cel przedmiotuC-3Ukształtowanie umiejętności projektowania układów cyfrowych w oparciu o technologię programowalnych urządzeń logicznych
C-4Ukształtowanie umiejętności stosowania języka VHDL do implementacji systemów cyfrowych w układach PLD
Treści programoweT-L-5Obsługa PLD układów klawiaturowych. Eliminacja drgań styków.
T-L-3Implementacja PLD układów rejestrowych – przerzutniki synchroniczne i rejestry przesuwne, liczniki.
T-L-2Implementacja PLD układów kombinacyjnych.
T-L-6Implementacja PLD systemów złożonych - układ odmierzania czasu z wyświetlaniem stanu.
T-L-4Implementacja PLD automatów o skończonej liczbie stanów.
T-L-7Implementacja PLD systemów złożonych - generowanie obrazu w standardzie VGA na monitorze komputerowym.
T-L-8Zaliczenie zajęć.
Metody nauczaniaM-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Ocena sprawozdań z przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych
S-4Ocena formująca: Bieżąca ocena pracy nad oprogramowaniem tworzonym podczas ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi zaprojektować prosty układ cyfrowy z wykorzystaniem technologii PLD, zaimplementować go w języku VHDL z wykorzystaniem podstawowych cech języka oraz zasymulować jego działanie.
3,5
4,0
4,5
5,0