Essential Digital Design Techniques
2 jours

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Présentation

"Essential Digital Design Techniques" est un cours dont le but est de relier la théorie à la pratique du monde de la conception numérique.

Il permet d'accélérer de manière significative la phase d'apprentissage des ingénieurs qui débutent dans la conception numérique et pour ceux qui ont besoin d'affiner leurs compétences avant un projet d'envergure. Avec une orientation particulière sur la conception pratique et les exercices, ce cours a été conçu spécifiquement pour enseigner en 2 jours des techniques de conception qui demandent habituellement des mois d'apprentissage.

"Essential Digital Design Techniques" constitue un première formation idéale pour les ingénieurs électroniciens jeunes diplômés, ou pour les ingénieurs qui viennent d'une autre discipline (développement logiciel ou analogique). Il est logiquement un cours d'introduction aux formations Doulos Comprehensive VHDL et Comprehensive Verilog, qui préparent les ingénieurs aux applications HDL pour des projets de conception FPGA ou ASIC.

A qui est destinée cette formation ?

• Ingénieurs jeunes diplômés pour leur premier projet, ou ingénieurs avec une expérience pratique limitée de la conception digitale.
• Ingénieurs venant d'autres disciplines (ex. : développement logiciel ou analogique) désirant s'impliquer dans la conception numérique, ou ayant besoin d'une familiarisation avec les techniques modernes de conception numérique.

Contenu de la formation

• Conception de logique séquentielle et combinatoire pour composants logiques programmables et ASICs, avec en particulier les techniques de conception synchrones.
• Comment développer et implémenter les structures fondamentales comme des décodeurs, multiplexeurs, compteurs...
• Comment développer et implémenter des machines à états finis synchrones.
• Une présentation générale de la conception d'ASIC et de logique programmable comprenant une étude sur l'état de l'art des composants
• La conception avec composants programmables.
• Méthodologies de conception et flux de design

Connaissances requises

La participation à cette formation ne demande pas de connaissance particulière de conception numérique ou de développement HDL. Cependant elle nécessite une familiarité avec les principes de base de l'électronique numérique.

A noter : ce cours ne demande pas de connaissances dans un langage hardware particulier.

Support de cours

Les manuels de formation Doulos sont réputés pour être les plus détaillés et les plus facile d'utilisation. leur style, leur contenu et leur exhaustivité sont uniques dans le monde de la formation HDL. Ils sont souvent utilisés comme référence après avoir suivi les cours de formation; Sont compris dans la formation :

• Les notes de cours indexées constituant un manuel de référence complet.
• Le cahier d'applications rempli d'exemples et d'applications pratiques pour vous aider à mettre en oeuvre vos connaissances.

Structure et contenu

Introduction

Designing with programmable logic and ASICs • Synchronous design techniques • Using HDLs

Digital Design Fundamentals

Representing bits and three-states • Unsigned and signed (two's complement) numbers • Static and dynamic definition of combinational logic • Logic minimisation • Avoiding asynchronous sequential logic

Synchronous Sequential Logic

Principles • Using D-type flip-flops • Characterisation - timing constraints • Timing violations and metastability issues • Timing performance of synchronous systems • Static timing analysis • Other flip-flop types

An Overview of HDL-Based Design

First and second generation HDLs • VHDL and Verilog • Design process using HDLs

Introduction to Programmable Logic

Survey of programmable logic devices •: Selecting an appropriate device • Importance of the internal structure • I/O pin standards • Pull-ups; open collector; tristates and bi-directional tristate bubble-up • Pin assignment • JTAG boundary scan

Common Functions and their Implementation

Encoders and decoders • Priority encoders • Multiplexers • Tristates used as Muxes • Parity generator • Shift Registers • Johnson (ring) "counters" • Linear Feedback Shift Registers

Arithmetic Structures

Half and full adders • Large adders •: Carry lookahead adder • Pipelining • Synthesis of adders • Counters • Wide counters • Binary to BCD conversion • Serial arithmetic • Importance of synchronous design

Synchronous Finite State Machines and Memories

Definition • Graphical entry and symbolism • Moore and Mealy structures • Implementation • State encoding and optimisation • Using HDLs to design FSMs • Using memories • Memory types

Introduction to ASICs

ASIC types and technologies • ASIC economics • Design for test • Design process for ASICs

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