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Langage VHDL

326 Langage VHDL Génie physique et systèmes embarqués (formation initiale sous statut apprenti) S7
Cours : 5 h TD : 0 h TP : 15 h Projet : 0 h Total : 20 h
Responsable : Ahmed Aouchar
Pré-requis
Circuits logiques
Objectifs de l'enseignement
Comprendre l'architecture des composants FPGA (Field Programmable Gate Array) de dernière génération et savoir les mettre en pratique.
Apprendre un langage de description de matériel HDL (Hardware Description Langage) et l'appliquer de façon efficace à la synthèse logique.
Programme détaillé
Hardware :
1. Architecture des composants FPGA : les différentes technologies, les ressources logiques, les entrées/sorties, la mémoire interne, l'horloge et le reset, les blocs DSP, le convertisseur ADC.
2. La logique synchrone : prendre conscience que l'architecture des FPGA se prête très bien à des systèmes synchrones et n'est pas adaptée à de la logique asynchrone.

Software :
1. Découverte du langage VHDL : librairies IEEE, syntaxe synthétisable, différents niveaux de description (mettre l'accent sur la description RTL)
2. Techniques de description de machines d'états infaillibles.
3. Ecriture de "Testbench" efficaces donnant des résultats proches de la réalité.
Applications (TD ou TP)
TP sur la maquette "NEXYS 4" :

1. Conception et réalisation d'un fréquencemètre.
2. Conception d'une UART et communication avec un PC via le port série rs232.
3. Liaison I2C avec un capteur de température : lecture et affichage de la température ambiante.
Compétences acquises
COMPÉTENCES GÉNÉRIQUES
Considération de la dimension organisationnelle, personnelle et culturelle
* Capacité à enteprendre et à innover

Adaptation aux exigences propres de l'entreprise et de la société
* Aptitude à prendre en compte les enjeux de l'entreprise: dimension économique, respect de la qualité, compétitivité et productivité, intelligence économique

Acquisition des connaissances scientifiques et techniques et la maitrise de leur mise en œuvre
* Aptitude à mobiliser les ressources d'un champ scientifique et technique spécifique
* La maîtrise des méthodes et des outils d'ingénieurs: identification, modélisation, résolution de problèmes, utilisation des approches numériques et outils informatiques, pratique du travail collaboratif et à distance
* Capacité à concevoir, concrétiser, tester et valider des solutions, des méthodes, des produits, des systèmes innovants
* Capacité à effectuer des activités de recherche, fondamentale ou appliquée, à mettre en place des dispositifs expérientaux
* Capacité à trouver l'information pertinente, à l'évaluer et à l'exploiter

COMPÉTENCES SPÉCIFIQUES
Savoir choisir le bon composant pour une application donnée afin d'en tirer le meilleur parti.
Pouvoir décrire de façon efficace n'importe quel système logique en langage VHDL, le valider par simulation avant de programmer le composant cible.
Bibliographie
VHDL (DOUGLAS PERRY) McGraw-Hill
Verilog HDL Synthsis (J. Bhasker) Galaxy Publishing
IEEE Standard VHDL (IEEE)

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