DE0228 Signālu apstrāde heterogēnās sistēmās ar rekonfigurējamiem loģiskiem masīviem

Kods DE0228
Nosaukums Signālu apstrāde heterogēnās sistēmās ar rekonfigurējamiem loģiskiem masīviem
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Augstākā līmeņa, Akadēmiskais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Māris Tērauds, Rihards Novickis
Kredītpunkti 5.0
Daļas 1
Anotācija Šis ir studiju kurss par heterogēnām sistēmām (HS), kas utilizē sevī vairākus atšķirīga tipa datu apstrādes mezglus, konkrēti –procesoru (HPS) un rekonfigurējamas loģikas masīvu (FPGA). Vienkristālshēmās (angliski – System on a Chip, SoC) HPS un FPGA ir integrēti vienā kristālā, savienoti ar vairākiem tiltiem, kas ļauj tiem ātri apmainīties ar lieliem datu apjomiem. Kursā tiek apskatīts kā katru HS resursu izmantot tam vairāk paredzētai uzdevuma daļas risināšanai, paaugstinot datu/signāla apstrādes efektivitāti. Šī kursa ietvaros tiek apskatīti divi signālu apstrādes pamat-modeļi un tiek izskatītas visas nepieciešamas koncepcijas šādu signāl-apstrādes modeļu praktiskai realizācijai HS: HS arhitektūra, aparatūras aprakstošās valodas (HDL) pielietošanas paņēmieni signālu apstrādes realizācijai HS FPGA daļā, datu apmaiņas veidi starp HPS un FPGA, un īsi arī par operētājsistēmas rīkiem šīs apmaiņas veikšanai..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads par heterogēnām sistēmām (HS). HS ar FPGA – tipiskās sastāvdaļas (HPS un FPGA) un saskarne. Blokshēmas HS pielietošanas scenārijiem signālu apstrādei. 2 3 0 0
Algoritmu implementācija ar VHDL palīdzību: konveijers, galīgo stāvokļu automāts. 2 3 0 0
Praktiskā nodarbība: FPGA izstrādes paradigmas – konveijers, galīgo stāvokļu automāts; HDL apraksts un laika diagrammas. 4 6 0 0
Signālu apstrāde izmantojot procesora kontrolēto datu apmaiņas modeli. HPS un FPGA kopīgs adresācijas apgabals; datu apmaiņa izmantojot atmiņas kartēšanu. Operētājsistēmas rīki datu apmaiņai. 3 5 0 0
Paralēlā ievade / izvade. 3 5 0 0
Atmiņas kartēšanas datu apmaiņas protokoli. 4 5 0 0
Praktiskā nodarbība: datu nodošana apstrādei ar FPGA resursiem. Atmiņas kartēšanas signālu apstrādes moduļa izveide. 4 5 0 0
Signālu apstrāde izmantojot FPGA kontrolēto datu apmaiņas modeli. Heterogēno sistēmu koplietošanas atmiņas modeļi. Atmiņas hierarhija. Atmiņas tiešpiekļuve. 3 5 0 0
Atmiņas tiešpiekļuves IP kodoli un to izmantošana. Signālu apstrāde izmantojot IP kodolus. 3 5 0 0
Datu straumēšanas protokoli. Specifiskā signālu apstrādes algoritmu realizācija. 4 6 0 0
Praktiskā nodarbība: signālu apstrāde ar FPGA resursiem straumēšanas režīmā. 4 6 0 0
Praktiskais darbs grupās. Sava darba rezultātu prezentācija citiem. 12 18 0 0
Kopā: 48 72 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs
Kursa mērķis ir iepazīstināt ar heterogēno sistēmu (HS) ar rekonfigurējamiem loģiskiem masīviem (FPGA) uzbūvi un darbības principiem, kā arī par datu apmaiņas modeļiem starp procesoru (HPS) un FPGA, un to pielietošanu datu/signālu apstrādē. Kursa uzdevumi ir: iepazīstināt ar HS komponenšu darbības īpatnībām, priekšrocībām un trūkumiem dažādu datu apstrādes uzdevumu realizācijai; iemācīt signālu apstrādes uzdevumus sadalīt efektīvai risināšanai HS; attīstīt praktiskās iemaņas (tajā skaitā ar HDL, C/C++, Linux, izstrādes vidēm un rīkiem) problēmas risināšanai ar HS.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana
Izprot lekcijās pasniegto teorētisko materiālu. - Izpildīti pārbaudes uzdevumi.
Spēj pielietot lekcijās pasniegto materiālu praksē. - Izstrādāti un aizstāvēti laboratorijas darbi.
Spēj izvēlēties un sadalīt uzdevumu realizācijai HS. - Eksāmena / individuālā uzdevuma tēmas apstiprināšana.
Spēj izvelēto uzdevumu atrisināt HS. - Atrisināts eksāmena/individuālais uzdevums (izstrādāta strādājoša uz HS balstīta datu apstrādes sistēma).
Spēj pasniegt savas idejas citiem. - Uzrakstītas un aizstāvētas visu pārbaudījumu atskaites, individuālais uzdevuma atrisinājums ir noprezentēts un nodemonstrēts citiem kursa dalībniekiem.
Spēj veikt patstāvīgus pētījumus, pārsniedzot priekšmeta programmas prasības. - Atrisināts paaugstinātās sarežģītības uzdevums.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Pārbaudes uzdevumi un to aizstāvēšana (obligāti) - 20%
Laboratorijas darbi un to aizstāvēšana (obligāti) - 30%
Eksāmens/individuālais uzdevums un tā aizstāvēšana (obligāti) - 40%
Paaugstinātas sarežģītības uzdevums un tā aizstāvēšana - 10%
 
Priekšzināšanas Signālu teorijas pamati, ciparu signālu apstrāde, datormācība (pamati), ciparu elektronika, rekonfigurējamie loģiskie masīvi (FPGA)
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 5.0 24.0 24.0 0.0 *

Pieteikties uz šo kursu

[Kursa apraksts PDF formātā]