מעבדות

מעבדת VLSI-SoC

 
המעבדה לתכנון מערכות VLSI-SoC הוקמה לצורך מחקר והוראה בתכנון מערכות VLSI.
המעבדה מעמידה לרשות הסטודנטים סביבות פיתוח מתקדמות. המעבדה מאפשרת לסטודנטים ללמוד שפות תיאור חומרה (VHDL, Verilog), ולהקנות ידע בטכנולוגיה של תכנון מערכות VLSI, משלב סינתזה לוגית של מערכת ספרתית (כולל סימולציות) ועד מצב הצריבה בתוך רכיב.

Very Large Scale Integration) VLSI) הוא תהליך של שילוב מספר רב של רכיבים אלקטרוניים ממוזערים ליצירת מעגל משולב של רכיבים רבים – בעיקר טרנזיסטורים על גבי שבב יחיד‏.

System on a Chip) SoC - מערכת על שבב) זה כינוי למעגל משולב אשר מכיל בתוכו את רוב תפקידיו של מחשב שלם: מעבד, זיכרון, בקרים שונים לאמצעי קלט ופלט ולפעמים גם אמצעי אחסון. מערכות אלו נפוצות במיוחד בתחום המערכות המשובצות, טאבלטים וטלפונים חכמים.


מטרות המעבדה
  • לרכוש את הידע והכישורים כדי לתכנן מערכות ספרתיות ביעילות, מבוסס על מעגל משולב תלוי יישום (ASIC - Application Specific Integrated Circuit) או על טכנולוגיות FPGA.
  • ללמוד שפות תיאור חומרה (VHDL או Verilog) - כלים המשמשים בתכנון של מעגלים ומערכות אלקטרוניות.
  • לרכוש את הידע ואת הכישורים של כלי לתכנן המודרניים. ביצוע את הסינתזה אוטומטית המלאה של המערכות דיגיטליות מן המפרט התנהגותי, לתיאורים ב-VHDL, Verilog ברמת העברת הרישום ב-Register Transfer Level .(RTL).


הקורסים הנלמדים במעבדת VLSI-SoC

הקורסים
דרישות קדם
מס' קורס
שם קורס
נ"ז
ש"ס
מספר
שם
62302
3
4
61104
61203
מבני נתונים, מבנה המחשב ותורת המיתוג
60931
3
4
61104
61203
מבני נתונים, מבנה המחשב ותורת המיתוג
65311
3
4
61104
61203
מבני נתונים, מבנה המחשב ותורת המיתוג
60503
3
4
60931
65311
שפות תיאור חומרה
מערכות תיב"ם וארכיטקטורות של מערכות VLSI
 
 
 
כלים (תוכנה וחומרה) המשמשים במעבדה עבור תכנון VLSI-SoC

 
פריט
שם קורס
מרצה בקורס
חומרה
תוכנה
ספק
שם כלי חומרה
ספק
שם כלי תוכנה
1
מערכות ספרתיות מתקדמות 62302
-
-
Gates Creator
2
שפות תיאור חומרה 60931
ד"ר בנימין אברמוב
ד"ר ולדימיר סינלניקוב
Xilinx
Basys™3 Artix-7 FPGA Board
3
מערכות תיב"ם וארכיטקטורות של מערכות VLSI
65311
Nexys™4 DDR Artix-7 FPGA Board

4
ארכיטקטורת מחשבים מתקדמות 60503
Nexys™4 DDR Artix-7 FPGA Board
 
 
 
כלים נוספים עבור מעבדת VLSI-SoC
 
תוכנה
  • Xilinx ISE -Ver.14.7
  • Precision Synthesis RTL_2014b.10 (Xilinx)
  • Nios II EDS (Altera)
 
חומרה
 
 


קורס מערכות ספרתיות מתקדמות (62302)
מרצה: פרופ' סמרי ברנוב
אופן הוראה: שיעור מרחוק* ומעבדה
שם מעבדה: VLSI-SoC
מיקום המעבדה: 100/8
כמות הסטודנטים בקורס: 18-20
סילבוס - מהדורה באנגלית
 
*הלימודים מתבצעים מרחוק ולכן אין חובת הגעה פיזית למעבדה

מטרת הקורס:
קורס זה מספק טכניקות לסינתזה של מערכות מורכבים לוגיים צירופית ועקיבה, ללא אילוצים כל על מספר כניסות, יציאות ומצבי המעגל. סטודנטים ילמדו מודלים ושיטות אפקטיביים ביותר מתודולוגיות תכנון: מעלה-מטה (Top-to-Bottom), מטה - מעלה (Bottom-to-Top). הידע והמיומנויות שנרכשו יהיה בעל חשיבות רבה לתכנן מערכות דיגיטליות מבוססת על טכנולוגיות ASIC ו- FPGA.
 
כדי להפעיל את המעבדה, נדרש להשתמש בכלי תוכנה:
  • תכנון בעזרת מחשב (תיב"ם) - GateCreator (של Synthezza) - תכנון אלקטרונית אוטומציית (EDA) עבור מכשירים אלקטרוניים.



קורס שפות תיאור חומרה (60931)
מרצים:
אופן הוראה: שיעור ומעבדה
שם מעבדה: VLSI-SoC
מיקום המעבדה: 100/8
כמות הסטודנטים בקורס: 18-20
המעבדה תומכת שתי אפשרויות בקורס: VHDL ו- Verilog
סילבוס:

מטרת הקורס:
בקורס זה, סטודנטים ילמדו שפת תיאור חומרה - VERILOR או VHDL, אשר משמשים בתכנון של מעגלים ומערכות אלקטרוניים. אחרי הקורס הזה המהווים מספר פרויקטים ועבודות מעבדה, הסטודנט יהיה מוכן לשימוש VERILOR או VHDL עבור העיצוב של מערכות גדולות ומורכבות תחת האילוצים המחמירים, כגון מהירות, שטח, חשמל וכו'

פירוט התוכנות אשר מלוות את הקורס:
  • תוכנה ModelSim (של Mentor Graphics) - כלי סימולציה דיגיטלית עבור שפות תיאור חומרה כמו Verilog ו- VHDL.
  • מערכת Vivado (של Xilinx) - מערכת על שבב (SoC). סביבת תכנון עבור מערכת אלקטרונית מתקדמת.

פירוט החומרה אשר מלווה את הקורס:


קורס מערכות תיב"ם וארכיטקטורות של מערכות VLSI (65311)
מרצה: פרופ' סמרי ברנוב
אופן הוראה: שיעור מרחוק* ומעבדה
שם מעבדה: VLSI-SoC
מיקום המעבדה: 100/8
כמות הסטודנטים בקורס: 18-20
סילבוס VLSI CAD Systems and VLSI Architectures - מהדורה באנגלית

*הלימודים מתבצעים מרחוק ולכן אין חובת הגעה פיזית למעבדה, פרט למספר הרצאות ומעבדות בסוף הסמסטר, אשר הסטודנטים ישתמשו ב-ModelSim.

מטרת הקורס:
הסטודנטים ילמדו את הכלים המודרניים לעיצוב עבור ביצוע הסינתזה המערכות הדיגיטליות אוטומטית מן מפרט התנהגותית וכלה לתיאור בשפת חומרה (VHDL או Verilog) ברמת ה Register Transfer Level - RTL. קורס זה ייתן לסטודנטים את הידע וכישורים הרחבים, ואת מיומנויות הנדרשות, כדי לתכנן מערכות דיגיטליות שונות לטכנולוגיות ASIC ו- FPGA.
קורס זה מספק מתודולוגיית לתכנון מערכת מרוכבות ל- ''מערכות-על-שבב'' ( (SoC), המערכות שמכילות מאות מיליוני שערים לוגיים. מתודולוגיה זו מבוססת על אלגוריתם סינתזה, הממירה את התנהגות האלגוריתם לתוך החומרה ומיישם את התנהגותו.

פירוט התוכנה אשר מלווה את הקורס:
  • תכנון בעזרת מחשב (תיב"ם) - GateCreator (של Synthezza) - תכנון אלקטרונית אוטומציית (EDA) עבור מכשירים אלקטרוניים.
  • Synthagate (של Synthezza Corp) - כלי סינתזה לוגית מהירה (סינתזת רמה גבוהה) עבור אוטומט מצבים סופי (FSM) ו- מעגלים לוגיים קומבינטוריים.




קורס ארכיטקטורות מחשבים מתקדמות (60503)
מרצים: פרופ' סמרי ברנוב
אופן הוראה: שיעור מרחוק* ומעבדה
שם מעבדה: VLSI-SoC
מיקום המעבדה: 100/8
כמות הסטודנטים בקורס: 18-20
סילבוס - מהדורה באנגלית

*הלימודים מתבצעים מרחוק ולכן אין חובת הגעה פיזית למעבדה, פרט למספר הרצאות בסוף הסמסטר, אשר הסטודנטים ישתמשו בלוחות FPGA.

מטרת הקורס:
מטרת הקורס הזה - ללמוד את המתודולוגיה תכנון ואימות של מעבדי צינור עיבוד נתונים (Pipeline), מהמפרט חיצוני וכלה עד היישום חומרה על שבב עם שימוש בטכנולוגיית FPGA או ASIC .

פירוט התוכנות אשר מלוות את הקורס:
  • תוכנה ModelSim (של Mentor Graphics) - כלי סימולציה דיגיטלית עבור שפות תיאור חומרה כמו Verilog ו- VHDL.
  • Synthagate (של Synthezza Corp) - כלי סינתזה לוגית מהירה (סינתזת רמה גבוהה) עבור אוטומט מצבים סופי (FSM) ו- מעגלים לוגיים קומבינטוריים.
  • מערכת Vivado (של Xilinx) - מערכת על שבב (SoC) סביבת תכנון עבור מערכת האלקטרונית מתקדמים.
  • תוכנה Quartus II (של Altera) - כלי לעיצוב של התקנים מתוכנתים, שמאפשר אנליזה וסינתזה של עיצובים של שפות תיאור חומרה. Quartus כוללת יישום VHDL ו Verilog, עריכה ויזואלית של מעגלים לוגיים, וסימולציה צורות גלים.

פירוט החומרה אשר מלווה את הקורס:


 


למעבדות נוספות במרכז מעבדות המחשוב