Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva Digitalna logika Tehničke i organizacijske smjernice za izvođenje laboratorijskih vježbi korištenjem sklopovskih pomagala Marko Zec Rujan 2014. 1 Uvod Na kolegiju Digitalna logika studenti mogu birati između dva ponuđena režima izvođenja laboratorijskih vježbi: izvođenje vježbi putem online simulacijskog sustava VHDLlab, ili korištenjem sklopovskih pomagala odnosno razvojnih pločica temeljenih na integriranom sklopu FPGA (Field Programmable Gate Array). Studenti koji vježbe izvode korištenjem sklopovskih pomagala trebaju se pridržavati smjernica navedenih u ovom dokumentu. Glavni cilj vježbi je kroz praktični rad upotpuniti znanja usvojena tijekom teorijskog dijela nastave. Radom sa sklopovskim pomagalom studentima se želi demistificirati veza između razmatranja digitalnih sklopova na koncepcijskoj razini i njihove izvedbe stvarnim elektroničkim komponentama, kao i povezivanje s vanjskim svijetom korištenjem jednostavnih ulaznih odnosno izlaznih sučelja (tipke, prekidači, LED indikatori, digitalno-analogni pretvornik). Također, studente koji pokazuju posebno zanimanje za digitalnu elektroniku želi se potaknuti na samostalno eksperimentiranje s razvojnom pločicom i izvan okvira i dinamike predviđenih programom nastave, odnosno prema vlastitim zamislima. 2 Tehničke smjernice Na laboratorijske vježbe svaki student mora donijeti vlastiti primjerak razvojne pločice i USB kabel za povezivanje s računalom, bez kojih neće moći odraditi vježbu. Vježbe su prilagođene za rad s pločicom FER-ULX2S, na kojoj je kao glavna komponenta ugrađen FPGA sklop serije XP2 proizvođača Lattice Semiconductor. Studenti mogu kupiti vlastiti primjerak pločice u Skriptarnici uz potpisanu izjavu (obrazac Lab-A) o upisu kolegija Digitalna logika u tekućem semestru kako bi mogli ostvariti posebni popust na maloprodajnu cijenu. Izjava koja se predaje prilikom kupnje pločice ujedno služi i kao prijava za izvođenje sklopovskih laboratorijskih vježbi. Studenti koji u vlastitom aranžmanu svoj primjerak pločice FER-ULX2S nabave od kolega iz prethodne generacije, ili umjesto pločice FER-ULX2S već imaju ili žele nabaviti neku drugu FPGA razvojnu pločicu također mogu sudjelovati u vježbama korištenjem sklopovskih pomagala. Alternativne razvojne pločice moraju udovoljavati slijedećim minimalnim tehničkim zahtjevima: • ugrađen FPGA sklop novije generacije, podržan razvojnim alatima za koje je dostupna besplatna licenca za korištenje, npr. Lattice XP2; Xilinx Spartan-3E, Spartan-3A, Spartan-6, Artix-7 ili Zynq; Altera Cyclone III ili Cyclone IV; • mogućnost napajanja i programiranja pločice s računala putem USB sučelja; • najmanje 8 LED indikatora, 5 tipki i 4 mikroprekidača; • ugrađen generator takta (kvarcni oscilator); Od velikog broja FPGA pločica koje udovoljavaju ovim zahtjevima izdvajamo samo neke od najpopularnijih s nabavnim cijenama u rasponu od 50 do najviše 200 USD: • Lattice XP2 Brevia2 Development Kit • Altera DE0 Board 1 • Digilent Basys i Nexys (sve verzije) • Xilinx Spartan-3E i Spartan-3A Starter Kit • Digilent ZyBo Studenti koji nabavljaju razvojne pločice u vlastitom aranžmanu (dakle NE u Skriptarnici) trebaju uredno popunjenu prijavu za izvođenje sklopovskih laboratorijskih vježbi (obrazac Lab-B) dostaviti tajnici na ZEMRIS-u (zgrada D, 3. kat). Studenti koji će koristiti razvojne pločice na kojima je ugrađen FPGA proizvođača Xilinx ili Altera moraju na laboratorijske vježbe donijeti vlastito prijenosno računalo s instaliranim razvojnim alatima za svoju FPGA pločicu. 3 Obaveze studenata i ocjenjivanje Kako se laboratorijske vježbe korištenjem sklopovskih pomagala u izvedbenom dijelu razlikuju od vježbi putem sustava VHDLlab, studenti koji izvode vježbe korištenjem sklopovskih pomagala nisu obvezni istovremeno izvoditi vježbe po programu za izvođenje korištenjem sustava VHDLlab. Međutim, studentima preporučamo proučiti i zadatke koji se izvode putem sustava VHDLlab kako bi upotpunili svoje znanje. Pripreme, kao i najveći dio svake vježbe, studenti bi trebali izvesti sami, prije dolaska u laboratorij. Tijekom vježbi na fakultetu studenti imaju priliku kroz konzultacije s demonstratorima i asistentima razjasniti eventualne nejasnoće oko primjene teorijskog znanja u izvedbi zadatka, te dobiti pomoć u praktičnom izvođenju onih koraka vježbe koje nisu uspjeli svladati sami. Laboratorijske vježbe počinju 15 minuta nakon početka punog sata objavljenog u satnici (akademska četvrt) i traju jedan sat i 45 minuta. Na laboratorijske vježbe studenti su dužni doći s uredno i potpuno napisanim pripremama (nacrtane sheme, odnosno ispunjene tablice predviđene uputama za pojedinu vježbu), te vlastitim sklopovskim priborom (razvojna pločica i priključni USB kabel). Na šest ciklusa vježbi koje se izvode u laboratoriju može se ostvariti ukupno najviše 15 bodova. Prva vježba (uvod u rad s razvojnom pločicom) ocjenjuje se u rasponu od 0 do 1 boda, druga vježba u rasponu od 0 do 2 boda, dok se svaka od preostale 4 vježbe ocjenjuje s 0 do 3 boda. Za prolaznu ocjenu student treba tijekom semestra prikupiti najmanje 7.5 bodova i odraditi najmanje 5 ciklusa vježbi. Pod urednom odradom podrazumijeva se da je student osobno pristupio vježbi u terminu u koji je raspoređen, da je prije dolaska na vježbu riješio predviđene pripremne zadatke, te da je od asistenta ocijenjen s više od 0 bodova. U dogovoru s asistentom može se naknadno odraditi najviše jedna propuštena vježba, ukoliko je za izostanak postojao valjani razlog, te ukoliko je svoj izostanak student najavio prije termina za izvođenje vježbe. Ocjenjivanje vježbi provodi asistent kratkim usmenim ispitivanjem, a bodovanje se okvirno temelji se na cjelovitosti pripreme (30%), uspješnosti izvođenja zadanog eksperimenta (30%), te na razumijevanju rada izvedenog digitalnog sklopa (40%). Najkasnije do završetka tjedna u kojem se izvodi pojedini ciklus vježbi (nedjelja, 23:59) svaki student dužan je u sustav Ferko učitati (upload) sve datoteke (shematske odnosno VHDL) kojima je opisao zadani sklop. 2 4 Izvođenje vježbi u laboratoriju Zadaci i popratni materijali vezani uz laboratorijske vježbe biti će dostupni na http://www.nxlab.fer.hr/dl/. Na računala u laboratorijima FER-a u kojima će se izvoditi vježbe iz Digitalne logike bit će instalirana razvojna okolina Lattice Diamond 3.2, te programski alat za konfiguriranje FPGA sklopa putem USB sučelja. Za rad na laboratorijskim računalima student treba znati svoje korisničko ime i zaporku koji su mu dodijeljeni prilikom upisa na Fakultet. Za eventualne probleme s korisničkim računom studenti se trebaju obratiti Centru za informacijsku potporu FER-a (CIP), u prizemlju zgrade "C". Svim studentima bit će dozvoljeno pisanje po mrežnom disku "Z:" na kojem treba stvoriti radni direktorij za vlastiti Lattice Diamond projekt i sve popratne datoteke. Sadržaj mrežnog diska "Z:" vidljiv je studentu na svim laboratorijskim računalima. Alternativno, studenti mogu na fizičkom disku "D:" stvoriti privremeni direktorij kojeg će koristiti za rad s razvojnim alatom Lattice Diamond. Prije napuštanja laboratorija svaki student treba izbrisati sve svoje datoteke i direktorije s diska "D:" te se odjaviti s računala. Za povezivanje razvojne pločice FER-ULX2S na USB port računala koristi se kabel s micro-USB type-B utikačem (slika 1). Svaki student dužan je sa sobom donijeti i vlastiti kabel bez kojeg neće moći programirati pločicu. Micro-USB type-B kabeli isporučuju se kao dio standardne opreme većine novijih mobilnih telefona, a dostupni su i u trgovinama potrošačkom elektronikom ili elektroničkim komponentama (Chipoteka, Elmatis, Kronos elektronika, Skriptarnica, Links...) Slika 1: MicroUSB Type-B utikač (desno) 3 Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva Unska 3 Digitalna logika – obrazac Lab-A IZJAVA – PRIJAVA ZA IZVOĐENJE LABORATORIJSKIH VJEŽBI IZ DIGITALNE LOGIKE (Ispunjavaju samo studenti koji kupuju pločicu FER-ULX2S u Skriptarnici!) (molimo obrazac ispuniti čitko, velikim tiskanim slovima) Ja, ___________________________________________, JMBAG _______________________, ovim potvrđujem da sam u zimskom semestru ak. god. 2014./2015. upisao kolegij Digitalna logika na FER-u, te se prijavljujem za izvođenje laboratorijskih vježbi korištenjem sklopovskog pomagala – razvojne pločice FER-ULX2S. Pločicu FER-ULX2S koristit ću prvenstveno za samostalno izvođenje laboratorijskih vježbi, a do završetka tekućeg semestra pločicu neću ustupati na korištenje ili prodati drugim osobama. Također potvrđujem da u ovoj akademskoj godini još nisam iskoristio svoje pravo na posebni popust pri kupnji razvojne pločice FER-ULX2S. U Zagrebu, ___ listopada 2014. ___________________________________ (potpis studenta) (potpisani primjerak ostaje u Skriptarnici, a prihvatit će se samo prijave zaprimljene najkasnije do 13. 10. 2014. u 14:00) 4 Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva Unska 3 Digitalna logika – obrazac Lab-B PRIJAVA ZA IZVOĐENJE LABORATORIJSKIH VJEŽBI IZ DIGITALNE LOGIKE (Ispunjavaju samo studenti koji NE kupuju pločicu u Skriptarnici!) (molimo obrazac ispuniti čitko, velikim tiskanim slovima) Ja, ___________________________________________, JMBAG _______________________, prijavljujem se za izvođenje laboratorijskih vježbi korištenjem sklopovskog pomagala. Izjavljujem da sam već nabavio ili se obvezujem najkasnije do početka izvođenja laboratorijskih vježbi nabaviti razvojnu pločicu temeljenu na FPGA sklopu: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. FER-ULX2S Lattice Brevia 2 Altera DE0 Digilent Basys, model: ________ Digilent Nexys, model: ________ Digilent ZyBo Xilinx Spartan 3E Starter Board _______________________________________ (molimo zaokružite broj ispred Vašeg odabira i po potrebi upišite dodatne podatke) U Zagrebu, ___ listopada 2014. ___________________________________ (potpis studenta) (potpisani primjerak dostaviti tajnici na ZEMRISu najkasnije do 13. 10. 2014. u 14:00) 5
© Copyright 2024 Paperzz