زبان‌های توصیف سخت‌افزار

هدف از این درس آشنایی دانشجویان با ویژگی‌های مورد نیاز در زبان‌های توصیف سخت‌افزار در مقایسه با زبان‌های نرم‌افزاری، مرور و معرفی سه زبان معروف طراحی سخت‌افزار شامل VHDL، وریلاگ، و سیستم‌سی، کار کردن با زبان‌های فوق و شناخت تفاوت‌های مهم بین آن‌ها در مدل‌سازی سخت‌افزار و نیز درک تفاوت‌های مدل‌سازی سخت‌افزار و مدل‌سازی سیستم با سیستم‌سی است.

• زبان سیستم‌سی و نحوه‌ی مدل‌سازی سخت‌افزار با آن
  • تاریخچه و روند رشد زبان سیستمی
  • ماژول و اجزای آن
  • پورت و انواع آن، مفهوم سیگنال و کاربردهای آن
  • انواع روال (process) در سیستم‌سی و کاربردهای آن‌ها
  • داده‌گونه‌ها (Data Types) در سیستم‌سی، منطق دوحالته، منطق چهار حالته، داده‌گونه‌ها برای عملیات محاسباتی، داده‌گونه‌ها برای عملیات بیتی
  • Complex data types، نحوه تعریف و استفاده از struct برای سیگنال‌ها و پورت‌ها
  • روش‌های پیاده‌سازی مدارهای ترکیبی و ترتیبی با سیستم‌سی، استفاده از انواع مختلف پروسس برای این کار و تفاوت‌های آن‌ها
  • ماشین‌ حالت و انواع میلی و مور آن، روش‌های پیاده‌سازی ماشین حالت با سیستم‌سی، توصیف ضمنی ماشین حالت، توصیف صریح ماشین حالت
  • سنتز مدل‌های سیستم‌سی، سنتز مدارهای ترکیبی، نکات مهم برای تولید مدار مورد نظر، جلوگیری از تولید Latch، سنتز مدارهای ترتیبی و سبک توصیه شده برای این کار
  • مدل Finite State Machine with Datapath (FSMD) و اهمیت آن، نحوه‌ی پیاده‌سازی این مدل با سیستم‌سی
• زبان VHDL و نحوه‌ی مدل‌سازی سخت‌افزار با آن
  • تاریخچه و روند رشد و نقاط قوت VHDL
  • مرور ساختار کلی زبان
  • انواع تاخیر در VHDL
  • توصیف ساختاری، روش‌های اتصال درگاه‌ها، مثال طراحی فلیپ‌فلاپ، مثال طراحی ساختارهای تکراری
  • نحوه‌ی پارامتری کردن طرح و تعریف پیکربندی (config)
  • انواع داده‌ها، آرایه‌ها، داده‌های فیزیکی
  • منطق چند مقداره و بسته‌های مربوطه IEEE
  • دستورالعمل process، طراحی ماشین حالت
  • زیرمجموعه‌ی قابل سنتز و سبک‌های طراحی
• مرور سریع زبان وریلاگ و مقایسه‌ی کیفی زبان‌های سیستم‌سی، VHDL و وریلاگ

• تمرین‌های نظری: ۳ نمره
• آزمون‌های میان‌ترم و پایانی: ۱۵ نمره
• آزمونک‌ها: ۲ نمره