طراحی منطقی قابل برنامه ریزی

• PAL , PLA
• CPLD
• FPGA

FPGA

• کاربرد FPGA
• تاریخچه
• دسته بندی FPGAها
• المانهای تشکیل دهنده ی FPGA
• Logic Block
• Programmable Routing Switches
• I/O Pads
• مثالهایی از FPGAهای تجاری

آشنایی با نرم افزار VIVADO

مراحل مختلف طراحی و پیاده سازی روی FPGA

• طراحی در سطح رفتاری
• طراحی در سطح ساختاری
• طراحی RTL
• سنتز
• Map
• Place and Rout
• آشنایی مقدماتی با IPCore ها
• نحوه ی استفاده از IPcoreها

مراحل مختلف شبیه سازی و Verification

• انواع شبیه سازها
• نرم افزار Modelsim
• آماده سازی Vivado برای لینک شدن با Modelsim
• شبیه سازی و verification در سه مرحله سنتز، MAP و Place and Rout
• توصیف خطاهای احتمالی بعد از Verification
• مفهوم timing و Slack Time
• رفع خطاهای مربوط به Timing

برنامه ریزی و پیاده سازی روی FPGA

• پیاده سازی و شبیه سازی کد Uart

بررسی اجمالی VHDL

• مقایسه زبانهای برنامه نویسی با زبانهای توصیف سخت افزار
• انواع زبانهای توصیف سخت افزار و مشخصه های آنها با تاکید بر VHDL
• آشنایی با سطح های مختلف طراحی و نحوه ی کدنویسی در آنها
• مفهوم Verification و توضیح نحوه ی نوشتن TestBench به صورت اجمالی
• پروسه ی طراحی تا پیاده سازی مدارهای دیجیتال با استفاده از VHDL.

مفاهیم پایه و اسکلت بندی زبان VHDL

• اسکلت بندی زبان VHDL
• المانهای زبانی و کدنویسی VHDL
• VHDL Objects
• انواع داده ها و عملگرها در VHDL

ساختارها و کدنویسی همزمانی

• ساختار ساده
• ساختار شرطی و کاربرد آن
• ساختارانتخابی و کاربرد آن
• مقایسه ی ساختارهای شرطی و انتخابی

ساختارها و کدنویسی ترتیبی

• مفهوم process
• ساختار شرطی if و کاربرد آن
• ساختار انتخابی case و کاربرد آن
• مقایسه ی ساختارهای case و if
• حلقه for و کاربرد آن

طراحی مدارهای ترکیبی

• Operator sharing
• Functionality sharing
• نحوه ی اثر گذاری کد نویسی بر پیاده سازی مدار دیجیتال
• کد نویسی چند مدار عمومی

مفهوم مدارهای ترتیبی

• بررسی اجمالی مدارهای ترتیبی
• مفهوم مدارهای سنکرون و آسنکرون
• مشکلات پباده سازی مدارهای آسنکرون
• مفهوم پایه ای المانهای حافظه
• طراحی مدارهای ساده ی ترتیبی
• مساله ی Timing
• استفاده از variable در مقایسه با Signal

طراحی مدارهای ترتیبی

• آنچه در طراحی مدارهای ترتیبی باید از آن اجتناب کرد
• مثالهای بیشتر کد نویسی مدارهای ترتیبی

طراحی ماشینهای حالت محدود

• مفهوم دیاگرام حالت
• مفهوم چارت الگوریتمی حالت
• روش کد نویسی ماشینهای حالت محدود
• مدارهای Mealy و Moore و کاربرد آنها
• مثالهای مختلف طراحی و کدنویسی ماشین حالت محدود

طراحی یک مدار UART

معرفی محیط VIVADO

1- معرفی بخش های مختلف VIVADO
2- مقایسه با ISE
3- معرفی روش کار کرد به صورت HDL و به سبک ISE
4- معرفی محیط Block Design و استفاده گرافیکی از IP core ها

معرفی محیط SDK

1- معرفی محیط SDK برای برنامه نویسی پردازنده ARM و Micro Blaze
2- کامپایل و ساخت پروژه به صورت Bare-metal
3- پروگرام کردن FPGA و ARM
4- دیباگ برنامه های ARM
5- ساخت Boot

پروگرام و دیباگ

1- پروگرام کردن ARM
2- پروگرام کردن FPGA
3- دیباگ برنامه های ARM در SDK
4- مراحل مختلف Boot و انواع Boot
5- بوت از طریق uSD و QSPI
6- برنامه FSBL

کار با Peripheral ها و ابزار های جانبی

1- کار با UART
2- کار با GPIO های ARM
3- کار با EMIO و ارتباط ساده PS و PL
4- کار با AXI GPIO و ارتباط AXI با PL
5- کار با IO های FPGA
6- کار با شبکه ۱G
7- کار با حافظه micro SD
8- معرفی کتابخانه ها و داکیومت ها برای استفاده از Peripheral های دیگر

کتابخانه های Middleware برای شبکه و FAT

1- کار با کتابخانه ff و Micro SD
2- ساخت فایل باینری و TEXT و خواندن از فایل ها
3- کار با شبکه ۱G و کتابخانه LWIP
4- ارسال داده UDP/IP
5- ارسال داده TCP/IP و مثال telnet

تنظیمات PS، معرفی TCL و Definition Board

1- کار با IP Core مخصوص PS چیپ ZYNQ
2- ذخیره تنظیمات و بازیابی با TCL
3- استفاده از Definition Board و کار با برد های معروف
4- ارائهDefinition Board

AXI BUS

1- معرفی باس محبوب AXI
2- انواع باس AXI
3- معرفی سیگنال ها
4- کار با AXI – LITE
5- مشاهده سیگنال ها در لاجیک آنالایزر
6- کار با AXI در VHDL

معرفی ILA و چیپ اسکوپ

1- معرفی Integrate Lagic Analaize یا چیپ اسکوپ
2- استفاده از ILA در Block Design
3- مشاهده سیگنال های AXI-LITE در VIVADO

نوشتن کد HDL و ساخت IP Core دلخواه

1- نوشتن کد های VHDL و Verilog و ترکیب با Block Design
2- نوشتن IP Core دلخواه با HDL
3- نوشتن یک IP Core ساده با AXI -LITE با VHDL و اتصال آن به PS چیپ ZYNQ

ارتباط PS و PL

1- معرفی گذرگاه های بین PL و PS
2- کار با Master GP
3- انجام پروژه اشتراک گذاری Block RAM بین ps و pl

معرفی HLS و برنامه نویسی ++C برای FPGA

1- معرفی HLS
2- معرفی محیط نرم افزار HLS
3- معرفی نحوه برنامه نویسی و کلیات HLS
4- شبیه سازی در HLS
5- ساخت یک بلوک پردازشی با Cpp ساده و استفاده از AXI-LITE و اتصال آن به PS چیپ زینک

معرفی لینوکس روی ZYNQ

1- معرفی لینوکس
2- انواع لینوکس روی ZYNQ
3- معرفی اجمالی نحوه کامپایل لینوکس روی ZYNQ

برنامه نویسی دو هسته ای

o بدون سیستم عامل
o مدیریت حافظه
o ارتباط بین دو هسته
o بوت دوهسته ای

شبکه

o فعال سازی شبکه دوم
o استفاده از شبکه دوم در PL
o استفاده از LWIP با دو شبکه
o برنامه ftp برای تغییر Boot.bin

HP و DMA

o نکات کار با HP
o استفاده از چند DMA
o DMA با Scatter Gader
o DMA با Interrupt

XADC

o XADC PS
o XADC PL
o انجام پروژه با XADC With DMA & FFT

مجموعه نکات مهم کاربردی

• نکات مفیدی در مورد Bootgen
• کار با DMA PS
• نکاتی در مورد Snoop Controller Unit (SCU)
• ACP Port
• نکاتی درمورد Time & sys tick
• کار با Watch dog
• مشکلات کار با eMMC و eMMC Linux boot
• کار با FSBL Hooks
• معرفی روش های مختلف برای تغیر برنامه ZYNQ توسط خود پردازنده

بررسی و مقایسه برنامه نویسی C در FPGA و پردازنده ها

1- تفاوت کامپایل و سنتز
2- جرای هم زمان و اجرای ترتیبی
3- سرعت اجرا
4- ماهیت کارکرد و نقش حافظه
5- محدودیت ها زبان cpp برای FPGA و HLS

نقد، نقاط قوت و محدودیت ها در HLS

1- امکانات HLS
2- مقایسه HLS و HDL
3- مزایای HLS
4- رویکرد های XILINX و Intel
5- معایب HLS

معرفی محیط نرم افزار HLS

1- معرفی محیط HLS
2- بخش های مختلف
3- ساخت یک پروژه جدید

روش های بکار گیری HLS

1- استخراج کد های HDL از برنامه HLS
2- استفاده از کدهای HDL سنتز شده در ISE
3- ساخت IP Core و استفاده از آن در VIVADO
4- ساخت IP Core برای MATLAB و استفاده در System Generator

Clock و Timing در HLS

1- مفهوم کلاک در بلوک های FPGA
2- تنظیمات کلاک در HLS
3- تخمین کلاک
4- سیگنالهای چانبی و کنترلی بلوک

ساختار داده ها و معرفی انواع متغیرها

1- کار با IP Core مخصوص PS چیپ ZYNQ
2- ذخیره تنظیمات و بازیابی با TCL
3- استفاده از Definition Board و کار با برد های معروف
4- ارائهDefinition Board

AXI BUS

1- معرفی باس محبوب AXI
2- انواع باس AXI
3- معرفی سیگنال ها
4- کار با AXI – LITE
5- کار با AXI – Stream

آرایه ها و چیدمان فضای حافظه

1- ساختار آرایه در C
2- ساختار آرایه در HLS
3- استفاده از Block RAM
4- استفاده از ROM
5- بهینه سازی سرعت و حجم در Block RAM و آرایه ها

حلقه های تکرار

1- حلقه های تکرار در HLS
2- انواع پیاده سازی حلقه های تکرار
3- امکانات و وابستگی ها در حلقه های تکرار

عملیات کنترل و ماشین حالت

1- نقش static
2- پیاده سازی State Machine با Switch – Case
3- بیان عملکرد در در حالت ماشین حالت
4- سیگنال های کنترلی در ماشین حالت

روش های پیاده سازی Data Flow, Pipeline, ….

1- مفهوم Pipe Line
2- مفهوم ِData Flow
3- مفهوم Flat و Unroll
4- پیاده سازی روش های مختلف

شبیه سازی

1- شبیه سازی C
2- Validation
3- شبیه سازی با VIVADO
4- نمایش سیگنال ها در شبیه سازی