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Objectifs :
A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de:
• appliquer le flot de développement d’un système numérique avec des outils EDA récents et le langage VHDL de la description jusqu’à l’intégration dans un circuit logique programmable
• décrire en VHDL synthétisable des systèmes combinatoires et séquentiels composés de fonctions standards
• appliquer des bancs de test VHDL pour vérifier le fonctionnement des systèmes développés
• concevoir des circuits implémentant sous forme combinatoire (décomposition spatiale) et sous forme séquentielle (décomposition temporelle) les opérations d’addition, de soustraction et de multiplication pour des nombres entiers;
• concevoir un organigramme global d’une machine séquentielle synchrone (MSS) complexe de petite taille ;
• identifier des fonctions standards à partir de l’organigramme global, définir une répartition des fonctions entre l'unité de commande et l'unité de traitement, concevoir une unité de traitement spécialisée, établir un organigramme détaillé et concevoir une unité de commande câblée (graphe des états)
• décrire en VHDL des machines séquentielles synchrones complexes comprenant une unité de commande (graphe d’état) et une unité de traitement spécialisée (fonctions standards)
A l'issue des travaux pratiques en laboratoire, principalement destinés à l’assimilation des connaissances et à l’acquisition d’expérience dans le développement de systèmes logiques, l’étudiant-e sera en outre capable de :
• utiliser des outils de conception assistée par ordinateur (schématique, vérification, synthèse et intégration dans un circuit logique programmable) ;
• construire et mettre au point un prototype de laboratoire pour des systèmes combinatoires et séquentiels simples ;
• rédiger un journal de travail détaillé.
Pour les travaux de laboratoire, les étudiants utilisent le langage de description matériel VHDL et des logiciels EDA utilisés dans l’industrie (QuestaSim, Quartus II, ISE). Ils utilisent pour leur réalisation des circuits logiques programmables récents.
Connaissances préalables recommandées :
L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :
• fonctions logiques de base et représentation des nombres en binaire (non signé, signé en C2, hexadécimal)
• fonctions standards combinatoires (multiplexeurs, décodeurs, comparateurs, additionneurs).
• conception de systèmes logiques combinatoires hiérarchiques (décomposition)
• fonctions standards séquentielles (compteurs, registres à décalages)
• concevoir des systèmes logiques séquentiels à l’aide de bascules, compteurs, registres et machine d’état.
Les unités d'enseignements MUI (Microcontrôleurs et microinformatique) et BSL (bases de systèmes logiques) permettent d'acquérir ces connaissances.