Digital Systems Design

WARNING!
Programs, materials, lectures, tutorials, etc. published in this service are copyright protected. Unauthorized reproduction of any part thereof without the prior acceptance of the authors is prohibited. This applies in particular to all courses conducted at AGH as well as at other universities.

Course

The course aims to acquire skills needed to design digital circuits and systems using modern methods and design tools, in particular — using hardware description languages. Special emphasis throughout the course is on the practical side.
The knowledge and skills gained during the course are necessary for further education in the engineering of digital systems (embedded systems, hardware implementation of algorithms, advanced topics of digital systems design, etc.). Acquired competencies are also essential for professional practices (organized also by course leaders), as well as undergraduate and graduate thesis projects, closely related to the subject of industry and science (design of industrial and research equipment ).
Graduates of the course are experts sought for practice and work, among others, by local branches of companies such as: Aldec, Ericpol, Evatronix, Nokia Solutions and Networks, Woodward and others, with whom the course leaders closely cooperate.

Prerequisites:

Digital Technique (logic functions, logic gates, flip-flops, FSMs etc.)

Grading policy:

1.      Lectures attendance – each presence gives subtle premium to the final grade
2.      Lab course completion (tutorials). The level of assessment is affected by the date of completion of the course, which is determined by the teacher (usually about 7 weeks). Each week of delay reduces the grade by half a degree. Positive assessment from the laboratory is necessary for completing the course.
3.      Implementation of the project according to individually set assumptions. The rating depends on the level of complexity, the state of advancement, the quality of documentation and the date of completion of the project.
4.      The final grade is the average of the laboratory and project plus the bonus for the attendance and activity at lectures. If the project is not implemented, the student receives the 'pass' from this part, which allows the completion of the entire course, but negatively affects the final grade (it is included in the average as 2.0 mark).

Lectures

For a quick acquisition of the knowledge needed during the laboratory and project classes,  a special, abridged  VHDL course was prepared, concerning some practical information and guidance for the design of digital circuits. The lectures also discuss a platform with FPGA programmable logic device used for laboratory classes, as well as for the project phase.

Lectures cycle

Labs

Basic skills of designing the digital circuits and systems are  acquired during the laboratory classes, based on well-documented tutorials, performed in the presence and with the help of the teacher. 

NOTE!
The optimal population of laboratory groups is 12. All groups should be loaded evenly.

Labs cycle

Projects

Consolidation and use of acquired skills takes place during the project classes, during which students perform their own designs. Topics of projects are selected by the students individually, according to their own inspiration, or from the list of proposals, covering a wide range of topics like: logic or arcade games, measurment and control, communication interfaces, telecommunications systems, audio/video circuits etc. The main goal of each project is its physical commisioning and test. Both phases of the course are based on modern CAD tools (Aldec, Xilinx) and trainer boards with FPGA Artix‑7 (Xilinx, Digilent) devices or other.

Page Under Construction

Tematy projektów
Warunki podjęcia i zaliczenia projektu:

1. Projekt jest wybrany i zatwierdzony po ukończeniu wszystkich tutorialów. Obranie tematu projektu powinno nastąpić zakończeniu cyklu zajęć laboratoryjnych, a jego oddanie — przed rozpoczęciem sesji.
2. Projekt działa (realizuje uzgodnione założenia).
3. Projekt zawiera testbenche wraz z odpowiednimi skryptami. Testbenche wizualizują wszystkie kluczowe funkcje realizowanego zadania.
4. Projekt jest dokładnie udokumentowany. Dokumentacja obejmuje:

  • sprawozdanie (możliwie format Word), zawierające:
    • stronę tytułową: temat, rok akademicki, nazwiska projektantów, nazwisko opiekuna, zdjęcie układu dodatkowego (jeżeli występuje, miniatura)
    • założenia projektu,
    • opis funkcjonalny — sposób obsługi układu (przyciski, przełączniki, diody etc. — co się dzieje kiedy),
    • informacje dot. ew. kluczowych, specyficznych elementów użytych w projekcie,
    • schemat blokowy projektu + opis słowny koncepcji blokowej i współzależności łączących bloki sygnałów,
    • bardziej szczegółowy opis zawartości modułów, z tabelką zbierającą porty: nazwa, kierunek (we, wy, we/wy), szerokość (# bit), funkcja
    • bardziej szczegółowy opis realizacji najistotniejszych bloków projektu (np. algorytm sterujący grą — opis stanów i warunków przejść),
    • schemat i rysunek PCB (zdjęcie) układu dodatkowego (jeżeli występuje),
    • uwagi i doświadczenia zdobyte podczas realizacji projektu.
  • wszelkie dane gromadzone podczas wykonywania projektu (opisy wykorzystywanych standardów, karty katalogowe, noty aplikacyjne itp.),
  • kompletny folder projektu, zawierający m.in. kod źródłowy, opatrzony odpowiednimi komentarzami (nie należy umieszczać go w sprawozdaniu).

5. Projekt powinien być oddany wraz z dokumentacją (w formie elektronicznej, plik zip o nazwie: "Temat_projektu Rok Imię_Nazwisko" — np.: "Oscyloskop_VGA 2016 Jan_Kowalski.zip").