Digital konstruktion

Kursen kan ingå i följande program:

1. Datavetenskap, kandidatprogram (N1COS)
2. Computer Science, masterprogram (N2COS)

Kursen ges även som fristående kurs vid Göteborgs Universitet.

För att vara behörig till kursen ska studenter ha avklarat kurser motsvarande 60 hp inom ämnet datavetenskap, inklusive kursen DIT791 Grundläggande datorteknik (eller motsvarande).

Följande kunskapsnivå i Engelska krävs: Engelska 6/Engelska nivå 2 eller motsvarande från ett erkänt internationellt test, t.ex. TOEFL, IELTS.

Kursen avser att ge grundläggande kunskaper i analys, syntes och optimering av digitala kombinatoriska nät och sekvensnät. Kursen ger också en inblick i de teknologier som sådana nät implementeras med. I kursen får studenten bekanta sig med ett modernt datorbaserat konstruktionsverktyg (CAD), samt lära sig grunderna för maskinvarubeskrivande språk.

Kursen behandlar bland annat:

• Boolesk algebra och logikminimering
• Aritmetiska enheter (adderare, multiplikatorer m.m.)
• Minne och lagringselement
• Kombinatoriska kretsar
• Sekventiella kretsar och ändliga tillståndsmaskiner (FSM)
• Implementeringsteknologier för digitala kretsar (ASIC, FPGA)
• Asynkrona kretsar
• Timing, effektförbrukning och area
• Testning och design för testbarhet
• Hårdvarubeskrivning i VHDL
• Design, test och utvärdering av en enkel processor i projektform

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

Kunskap och förståelse

• beskriva aritmetiska enheter för binär addition, multiplikation och division
• beskriva funktionen hos komponenter såsom latchar, vippor, och olika minneselement
• översiktligt beskriva funktion och användning av rekonfigurerbar logik samt ASIC teknologi
• ange skillnaderna mellan olika beskrivningssätt för digitala tillståndsmaskiner (Mealy, Moore, och synkron Mealy)
• beskriva funktion och struktur hos sekventiell asynkron digital logik
• ange faktorer som påverkar snabbhet, effektförbrukning, och erforderlig chipyta vid implementation av digital logik.

Färdigheter och förmåga

• minimera en boolesk funktion och kunna uttrycka den på kanonisk form
• formulera en kontruktionsspecifikation för en digital krets
• beräkna den kritiska vägen i en digital krets
• använda VHDL som ett verktyg vid konstruktion av digitala kretsar (såväl kombinatoriska såsom sekventiella)
• använda moderna datorbaserade kontruktionsverktyg för simulering, syntes, och implementering av en digital krets beskriven m. hj av VHDL
• skapa och använda testbänkar för att verifiera korrekt funktionalitet hos en digital konstruktion
• använda FPGA teknologi för att implementera en digital hårdvarukonstruktion
  minimera antalet nödvändiga tillstånd i en digital tillståndsmaskin via tillståndskodning.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

• utvärdera och kritiskt granska olika realiseringar av en digital konstruktion i målteknologier ASIC och FPGA
  använda olika konstruktionsalternativ i konstruktionsrymden för binär aritmetik (t.ex. olika adderarstrukturer med varierande prestanda vad gäller snabbhet, effektförbrukning, och chipyta/antal grindar)
• utvärdera och kritiskt granska olika realiseringar av en digital konstruktion med avseende på snabbhet, effektförbrukning, och chipyta/antal grindar, och kunna välja den realisering som passar till de ställda konstruktionskraven.

Föreläsningar och laborationer.

Undervisningsspråk: engelska

Kursen examineras genom individuell skriftlig tentamen om 4,5 hp och laborationsuppgifter 3 hp.

Om en student som har underkänts två gånger på samma examinerande moment önskar byta examinator inför nästa examinationstillfälle ska en sådan begäran bifallas om det inte finns särskilda skäl däremot (6 kap. 22 § HF).

Om en student har fått besked om pedagogiskt stöd från Göteborgs universitet med rekommendation om anpassad examination och/eller anpassad examinationsform kan examinator, i det fall det är förenligt med kursens lärandemål och förutsatt att inte orimliga resurser krävs, besluta att bevilja studenten anpassad examination och/eller anpassad examinationsform.

Om en kurs har avvecklats eller genomgått en större förändring ska studenten erbjudas minst två examinationstillfällen, utöver ordinarie examinationstillfälle. Dessa tillfällen fördelas under en tid av minst ett år, dock som längst två år efter det att kursen avvecklats/förändrats. Vad gäller praktik och verksamhetsförlagd utbildning (VFU) gäller motsvarande, men med begränsning till endast ett ytterligare examinationstillfälle.

Om en student har fått besked om att denne uppfyller kraven för att vara student vid Riksidrottsuniversitetet (RIU-student) har examinator rätt att besluta om anpassning vid examination, om detta görs i enlighet med Lokala regler gällande RIU-studenter vid Göteborgs universitet

Delkurser

1. Skriftlig salstentamen, 4,5 hp
   Betygsskala: Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3) och Underkänd (U)
2. Laboratory, 3 hp
   Betygsskala: Godkänd (G) och Underkänd (U)

På kursen ges något av betygen Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3) och Underkänd (U).

För att bli godkänd på kursen krävs att både laborationen och tentamen är godkända. Slutbetyget i kursen bestäms av betyget på den skriftliga salstentamen.

Kursen utvärderas genom möten, både under och efter kursen, mellan lärare och studentrepresentanter. Ett anonymt skriftligt frågeformulär skickas även ut till studenterna efter kursens slut. Resultaten av utvärderingarna används för att förbättra kursinnehållet och som indikation till vilka delar som skulle kunna läggas till, tas bort, förbättras eller ändras.

Kursen är samläst med Chalmers.

Kursen ersätter kursen DIT797, 7,5 hp. Den här kursen kan inte ingå i en examen som innehåller DIT797. Den kan inte heller ingå i en examen som bygger på en annan examen där DIT797 ingår.