Laboratorium Układów Techniki Cyfrowej oraz Sprzętowego Przetwarzania Informacji

RSS
   
 

Nieustanny rozwój informatyki oraz szybko postępująca miniaturyzacja i stopień złożoności cyfrowych układów scalonych prowadzą do pojawiania się licznych nowych możliwości w dziedzinie przetwarzania informacji. Na rynku dostępne są coraz to nowocześniejsze wielordzeniowe mikroprocesory oraz jednoukładowe sterowniki wyposażane w bogatą paletę interfejsów i urządzeń peryferyjnych. Dzięki temu rozwojowi i nieustannemu spadkowi cen, mikroprocesory stają się integralną częścią większości produkowanych obecnie urządzeń powszechnego użytku i systemów wbudowanych. Obok mikroprocesorów, bardzo dynamicznie rozwija się również linia cyfrowych układów programowalnych FPGA (Field Programmable Gate Array), pozwalających na budowanie masywnie równoległych systemów sprzętowego przetwarzania informacji. Sprzętowe przetwarzanie informacji, w przeciwieństwie do tradycyjnego opartego na przetwarzaniu dostarczonego programu, zapewnia większą niezawodność oraz szybkość działania, a także zmniejszenie zużycia energii dzięki łatwości zarządzania jej poborem. Dzięki tym specyficznym cechom układów FPGA, projektanci systemów cyfrowych mogą opracowywać i uruchamiać własne sprzętowe architektury równoległe, realizujące w sposób całkowicie sprzętowy wszystkie wymagane algorytmy. Znajomość tych zagadnień oraz umiejętność ich wykorzystania we własnych budowanych systemach cyfrowych jest bardzo ważna dla współczesnych inżynierów. Wychodząc naprzeciw tym potrzebom, "Laboratorium Układów Techniki Cyfrowej oraz Sprzętowego Przetwarzania Informacji" umożliwia studentom m.in.: zapoznanie się z zasadami budowy i działania układów techniki cyfrowej (w tym także układów programowalnych FPGA), a także poznanie przykładowych architektur mikroprocesorów i sterowników jednoukładowych oraz zdobycie praktycznych umiejętności ich programowania. W ramach zajęć, studenci mają również możliwości samodzielnego projektowania i uruchamiania własnych projektów opartych na mikroprocesorach i cyfrowych układach programowalnych.

 
  LABORATORIUM  
 

Laboratorium Układów Techniki Cyfrowej oraz Sprzętowego Przetwarzania Informacji zlokalizowane jest w sali 3.24 w budynku D-17.
Sprzęt i oprogramowanie dostępne w laboratorium pozwalają na skuteczne i kompleksowe zapoznanie się z zagadnieniami dotyczącymi budowy i zasady działania wybranych mikroprocesorów,  mikrokontrolerów, układów DSP i układów programowalnych FPGA oraz pozwalają na zdobycie praktycznych umiejętności budowania systemów cyfrowych opartych na tych układach.

 
   
 

Wyposażenie laboratorium obejmuje m.in.:

  • Platformę edukacyjną NI ELVIS II wraz z dodatkowym wyposażeniem, pozwalającą na budowę zapoznanie się z zasadami działania podstawowych układów elektronicznych (analogowych i cyfrowych), cyfrowych układów logiki programowalnej, wybranych mikrokontrolerów jednoukładowych i procesorów sygnałowych (DSP) . Dzięki nim, uczestnik zajęć zdobywa podstawową wiedzę na temat budowy, konstruowania i uruchamiania urządzeń elektronicznych.
  • Zestawy ewaluacyjne oparte na mikroprocesorach o różnych architekturach wewnętrznych – od klasycznych 8051, przez AVR, HCS12, skończywszy na ARM9 i Cortex M. Student dzięki nim zapoznaje się z tymi architekturami i zdobywa umiejętność tworzenia i uruchamiania systemów wbudowanych opartych o wymienione wcześniej platformy sprzętowe.
  • Liczne zestawy edukacyjne oparte na cyfrowych programowalnych układach FPGA. Studenci zapoznają się z budową i sposobem konfigurowania układów FPGA za pomocą schematów elektronicznych lub języków opisu sprzętu typu HDL oraz samodzielnie realizują praktyczne projekty.
  • Analogowe i cyfrowe oscyloskopy, pozwalające na obrazowanie sygnałów elektrycznych występujących wewnątrz urządzeń elektronicznych.
  • Analizatory stanów logicznych, pozwalające na analizę działania układów cyfrowych, dzięki możliwości równoległego graficznego obserwowania wielu przebiegów sygnałów cyfrowych występujących wewnątrz badanego urządzenia.
  • Oprogramowanie MultiSim, powalające na projektowanie, symulowane uruchamianie oraz analizę wirtualnych elektronicznych obwodów analogowych i cyfrowych  na ekranie komputera.
  • Oprogramowania Altium Designer pozwalające na projektowanie obwodów drukowanych PCB dla własnych układów elektronicznych.
  • Oprogramowanie Quartus II pozwalające na tworzenie własnych konfiguracji dla programowalnych układów FPGA.
 
  SZCZEGÓŁY WYPOSAŻENIA  
 

1. Platforma  edukacyjna NI ELVIS II
http://www.ni.com/nielvis/
Wraz z dodatkowymi rozszerzeniami:

 
     
     
 

2. Zestawy uruchomieniowe dla mikrokontrolerów STM32F100 ARM (Cortex M3) i STM32F4x (ARM Cortex M4F)
http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF250863
http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419

3. Zestawy uruchomieniowe dla mikrokontrolerów  z rdzeniem ARM9
https://www.olimex.com/Products/ARM/Atmel/SAM9-L9260/

4. Zestawy Altera UP2 Education Kit
http://www.altera.com/education/univ/materials/boards/unv-up2-board.html

 
   
 

5. Zestawy edukacyjne Altera DE2  i  DE2-70  Cyclone II
http://www.altera.com/education/univ/materials/boards/de2/unv-de2-board....
http://www.altera.com/education/univ/materials/boards/de2-70/unv-de2-70-...

6. Zestawy Stratix II GX (Transceiver Signal Integrity Development Board)
http://www.altera.com/products/devkits/altera/kit-signal_integrity_s2gx....

7. Kamery cyfrowe 5 Mega Pixel współpracujące z zestawami edukacyjnymi FPGA
http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=English&Categ...

8. Ekrany dotykowe TRDB-LTM Touch Screen LCD Display współpracujące z zestawami edukacyjnymi FPGA
http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=English&Categ...

9. Sprzęt pomiarowy:

 
   
   
     
  CIEKAWOSTKI ZWIĄZANE Z PRAKTYCZNYMI ASPEKTAMI PREZENTOWANYMI W LABORATORIUM  
   
   
  zdjęcia: Małgorzata Ulikowska  

Wszelkie prawa zastrzeżone © 2010 Katedra Informatyki   |   Akademia Górniczno-Hutnicza   |   Realizacja Creative Bastards