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SOC sur FPGA

3EAK3 SOC sur FPGA Électronique et Physique appliquée S9
Cours : 0 h TD : 0 h TP : 30 h Projet : 0 h Total : 30 h
Responsable : Ahmed Aouchar
Pré-requis
Circuits Logiques, VHDL et synthèse logique, Langage C
Objectifs de l'enseignement
Découvrir l'architecture des composants FPGA de dernière génération adaptés aux "System On Chip" SoC. Se familiariser avec les techniques de conception de SoC sur composant cible de la famille "ZYNQ".
Programme détaillé
Hardware :
1. Les ressources des composants ZYNQ : les ressources logiques, les blocs d'entrée/sortie, les capacités mémoire et DSP, la distribution d'horloge.
2. Architecture du processeur ARM embarqué dans le ZYNQ : l'unité de traitement, l'interface mémoire, les périphériques, la DMA, le contrôleur d'interruption, la mémoire interne, le contrôleur de Debug.
3. L'interface AXI (Advanced Extensible Interface) : véritable passerelle entre le processeur et la logique programmable

Software :
1. L'environnement de développement intégré Vivado : création d'IP (propriété intellectuelle) , création de projet (association d'IP), simulation, synthèse logique, relevé des performances fréquentielles et thermiques.
2. Développement du software pour le processeur sur la plateforme SDK (native de Eclipse)
Applications (TD ou TP)
TP :
1. Découverte du kit de développement "ZEDBOARD" : Création d'un système SoC à partir de propriétés intellectuelles existantes.
2. Concevoir une nouvelle propriété intellectuelle permettant la communication avec un nouveau périphérique.
3. Mise en oeuvre du contrôleur d'interruption.
4. Introduction à l'outil "Vivado HLS" (Vivado High Level Synthesis).
5. Conception d'un filtre numérique pour dépolluer un signal audio.

Projet :
1. Pile Ethernet
2. Linux embarqué
3. Gestion d'un afficheur OLED
4. Mise en oeuvre d'un codec
Compétences acquises
COMPETENCES SPECIFIQUES
Savoir choisir le bon composant pour une application donnée afin d'en tirer le meilleur avantage.
Utiliser de façon efficace les outils de développement pour créer rapidement des propriétés intellectuelles et développer efficacement des systèmes SoC.

COMPETENCES GENERIQUES
Bloc de compétences : ‘Considération de la dimension organisationnelle, personnelle et culturelle :
->Niveau 2 de 'Se connaître, savoir se situer, s'autoévaluer, gérer ses compétences et opérer ses choix professionnels'
->Niveau 3 de 'Capacité à entreprendre et à innover'

Bloc de Compétences : Adaptation aux exigences propres de l'entreprise et de la société:
-> Niveau 2 : Aptitude à prendre en compte les enjeux environnementaux et à appliquer les principes de développement durable
-> Niveau 2 : Aptitude à prendre en compte les enjeux et les besoins de la société

Bloc de compétences : Acquisition de connaissances et méthodes scientifiques et techniques et maîtrise de leur mise en oeuvre
-> Niveau 3 : Capacité à mobiliser des connaissances scientifiques et des techniques expérimentales ou de simulation
-> Niveau 3 : Capacité à concevoir des systèmes innovants, à les concrétiser et à les tester
-> Niveau 3 : Capacité à trouver, évaluer une information pertinente puis à l'exploiter, capacité s'auto-évaluer, enrichir ses connaissances et compétences

Bloc de compétences : Acquisition, développement et mise en œuvre de connaissances et méthodes théoriques et expérimentales spécifiques à un domaine professionnel
-> Niveau 3 : Capacité à concevoir des systèmes électroniques communicants et autonomes implémentant une algorithmique et une architecture avancée
-> Niveau 3 : Capacité à assurer la commande de systèmes et procédés complexes linéaires ou non linéaires.
Bibliographie
Web: Xilinx, Altera, Actel, …
Embedded system design (Steve Heath)
The Zynq book (Louise Crockett, Ross Elliot, Martin Enderwitz, Bob Stewart)

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