Dr. Baruch Zoltan Francisc
Profesor

Structura sistemelor de calcul

Proiecte (2016/2017)


Consultații pentru finalizarea proiectelor

D. Lișman: Vineri, 1 septembrie, ora 10:30

Predarea proiectelor pentru sesiunea de toamnă

D. Lișman: Luni, 4 septembrie, ora 11-13


Ghid pentru întocmirea raportului proiectului
Ghid-Proiect.pdf


Nr.

Tema

Descriere

1 Unitate de calcul în virgulă mobilă: adunarea și scăderea  Reprezentare conform standardului IEEE 754 (32 biți)
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Opțional: Utilizarea extensiei PmodKYBD pentru introducerea operanzilor
2 Unitate de calcul în virgulă mobilă: înmulțirea  Reprezentare conform standardului IEEE 754 (32 biți)
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Opțional: Utilizarea extensiei PmodKYBD pentru introducerea operanzilor
3 Unitate de calcul în virgulă mobilă: împărțirea  Reprezentare conform standardului IEEE 754 (32 biți)
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Opțional: Utilizarea extensiei PmodKYBD pentru introducerea operanzilor
4 Unitate de calcul în virgulă mobilă: extragerea rădăcinii pătrate  Reprezentare conform standardului IEEE 754 (32 biți)
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Opțional: Utilizarea extensiei PmodKYBD pentru introducerea operandului
5 Circuite de înmulțire pipeline pentru numere întregi  Diferite metode de înmulțire
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
6 Circuite de împărțire pentru numere întregi  Diferite metode de împărțire
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
7 Circuite de înmulțire zecimală  Numere de câte 4 cifre
 Diferite metode de înmulțire
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
8 Circuite de împărțire zecimală  Numere de câte 4 cifre
 Diferite metode de împărțire
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
9 Circuit de împărțire în baza 4 pentru numere întregi  Numere de 16 biți
 Proiectare utilizând limbajul VHDL
10 Calculatorul DLX  Simularea modelului funcțional VHDL
 Elaborarea și testarea modelului structural
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
11 Microcalculator simplu  Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
12 Controler de memorie cache  Algoritmi de gestiune "write-through" și "write-back"
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
13 Implementarea prin hardware a unor algoritmi DSP utilizând aritmetica distribuită  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
14 Implementarea prin hardware a unor algoritmi de prelucrare a imaginilor utilizând matrici sistolice  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
15 Implementarea procesorului AM2901 de 4 biți  Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
16 Controler pentru protocolul Modbus  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Aplicație pe calculator
17 Comunicația dintre calculator și o placă de dezvoltare FPGA prin portul serial  Controler proiectat utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Aplicație pe calculator
18 Microcontroler simplu  Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Instrucțiuni generale
 Instrucțiuni speciale pentru controlul resurselor plăcii
19 Extensia microcontrolerului PicoBlaze cu instrucțiuni speciale pentru prelucrarea imaginilor  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Instrucțiuni speciale implementate în module hardware separate conectate la microcontrolerul PicoBlaze
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
20 Extensia microcontrolerului PicoBlaze cu instrucțiuni speciale pentru placa Digilent Spartan-3E  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Instrucțiuni speciale implementate în module hardware separate conectate la microcontrolerul PicoBlaze
 Implementare pe placa Digilent Spartan-3E
21 Unitate aritmetică și logică  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Operații aritmetice elementare implementate prin circuite secvențiale și combinaționale
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
22 Implementarea unui microcontroler 8051  Proiectare structurală în limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
23 Implementarea microarhitecturii Mic-2  Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
24 Implementarea procesorului EMMA-2  Arhitectură microprogramată
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
25 Implementarea procesorului matriceal SIMD-2  Procesor matriceal bidimensional
 Proiectare structurală utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
26 Generator de sunet  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe placa Digilent Spartan-3E utilizând modulul SPKR1
27 Implementarea hardware a modulației lățimii impulsurilor  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
28 Osciloscop digital  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Afișarea semnalelor pe un monitor VGA
 Implementare pe placa Digilent Spartan-3E
29 Interfață pentru un comutator rotativ  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe placa Digilent Spartan-3E
30 Utilizarea modulului PmodOLED pentru afișarea unor imagini grafice  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Utilizarea afișajului monocrom PmodOLED (128 x 32 pixeli)
 Utilizarea interfeței SPI pentru configurare și transmiterea de imagini modulului
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
31 Măsurarea și afișarea temperaturii cu senzorul de temperatură de pe placa Nexys 4 DDR  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Utilizarea senzorului de temperatură ADT7420
 Utilizarea interfeței I2C pentru comunicația cu senzorul
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
32 Detecția obiectelor cu ajutorul modulului PmodLS1  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Utilizarea modulului PmodLS1 (conținând doi senzori IR de proximitate)
 Rezultatele detecției trebuie să furnizeze informații despre lungimea și lățimea obiectelor
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
33 Măsurarea și afișarea accelerației pe trei direcții cu senzorul de pe placa Nexys 4 DDR  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Utilizarea interfeței SPI pentru configurarea accelerometrului ADXL363 și transmiterea datelor
 Aplicație pe calculator pentru afișarea accelerațiilor
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
34 Redare audio utilizând ieșirea mono audio și microfonul plăcii Nexys 4 DDR  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Utilizarea modulațiilor PDM și PWM pentru semnale
 Stocarea datelor audio pe placa Nexys 4 DDR pentru un interval de timp prestabilit
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
35 Comunicația dintre placa Nexys 4 DDR și o tastatură USB HID  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Afișarea tastelor apăsate pe afișajul cu 7 segmente al plăcii Nexys 4 DDR sau afișarea acestora printr-o aplicație pe calculator
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
36 Comunicația dintre placa Nexys 4 DDR și un mouse USB HID  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
 Aplicație pe calculator pentru afișarea cursorului și a stării butoanelor
37 Utilizarea portului VGA al plăcii Nexys 4 DDR pentru afișarea unor imagini  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Stocarea imaginilor pe placa Nexys 4 DDR
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
38 Utilizarea unei cartele microSD conectate la placa Nexys 4 DDR  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Citirea datelor de pe cartela microSD
 Transmiterea datelor la un periferic sau la calculator prin interfața USB
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
 Aplicație pe calculator
39 Utilizarea modulului PmodJSTK  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Citirea poziției și a stării butonului prin interfața SPI
 Aplicație pe calculator pentru afișarea poziției și a stării butonului
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
40 Utilizarea portului VGA al plăcii Nexys 4 DDR pentru afișarea unor imagini  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Stocarea imaginilor pe o cartelă microSD conectată la placa Nexys 4 DDR
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
41 Utilizarea unei cartele microSD conectate la placa Nexys 4 DDR pentru scrierea și citirea unor date audio  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
 Scrierea pe cartela microSD a datelor audio de la microfonul plăcii Nexys 4 DDR
 Citirea datelor audio de pe cartela microSD și transmiterea lor la calculator
 Aplicație pe calculator pentru redarea datelor audio
42 Măsurarea temperaturii cu senzorul de pe placa Nexys 4 DDR și transmiterea ei la un dispozitiv mobil  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
 Măsurarea temperaturii cu senzorul de temperatură ADT7420
 Utilizarea modulului PmodWiFi pentru transmiterea temperaturii la un dispozitiv mobil
 Aplicație pe dispozitivul mobil pentru preluarea și afișarea temperaturii
43 Măsurarea accelerației cu senzorul de pe placa Nexys 4 DDR și transmiterea ei la un dispozitiv mobil  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
 Măsurarea accelerației cu accelerometrul ADXL363
 Utilizarea modulului PmodWiFi pentru transmiterea accelerației la un dispozitiv mobil
 Aplicație pe dispozitivul mobil pentru preluarea și afișarea accelerației
44 Înregistrarea unor date audio de la microfonul plăcii Nexys 4 DDR și transmiterea lor la un dispozitiv mobil  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe placa Digilent Nexys 4 DDR
 Stocarea datelor audio de la microfonul plăcii Nexys 4 DDR în memoria plăcii
 Utilizarea modulului PmodWiFi pentru transmiterea datelor audio la un dispozitiv mobil
 Aplicație pe dispozitivul mobil pentru redarea datelor audio
45 Transmiterea unor comenzi de la un dispozitiv mobil la o placă de dezvoltare  Proiectare utilizând limbajul VHDL
 Implementare pe o placă de dezvoltare FPGA
 Utilizarea modulului PmodWiFi pentru transmiterea unor comenzi de la un dispozitiv mobil pentru activarea unor diode LED de pe placa de dezvoltare
 Aplicație pe dispozitivul mobil pentru introducerea și transmiterea comenzilor


Resurse

Calculatorul DLX

Prelucrarea digitală a semnalelor (DSP)

  • Xilinx, Inc.: Technical Backgrounder, Xtreme DSP Initiative
    dsp_grounder.pdf

  • Goslin, Gregory Ray: A Guide to Using Field Programmable Gate Arrays (FPGAs)
    for Application-Specific Digital Signal Processing Performance, Xilinx, Inc., 1995
    dspguide.pdf

  • Chapman, Ken: Building High Performance FIR Filters Using KCM’s, 1996
    kcm_fir.pdf

  • Valls, Javier; Peiro, Marcos; Sansaloni, Trini; Boemo, Eduardo: A Study about FPGA-Based
    Digital Filters, în Proceedings of IEEE Workshop on VLSI Signal Processing: Design and
    Implementation
    , pp. 191-201, 1998
    sips98-fir.pdf

  • Lyons, Richard: Quadrature Signals: Complex, But Not Complicated, 2000
    QuadSignals.pdf

  • Texas Instruments, Inc.: TMS320C62x DSP Library Programmer’s Reference, 2002
    spru402a.pdf

  • Fourier Transform Tutorial for DSP, www.spd.eee.strath.ac.uk/~interact/fourier/
    FFT-Tutorial.pdf

Prelucrarea imaginilor

Aritmetica distribuită pentru DSP și prelucrarea imaginilor

  • The Role of Distributed Arithmetic in FPGA-based Signal Processing
    theory1.pdf

  • Goslin, Gregory Ray: A Guide to Using Field Programmable Gate Arrays (FPGAs)
    for Application-Specific Digital Signal Processing Performance, Xilinx, Inc., 1995
    dspguide.pdf

  • Andraka, Ray; Berkun, Andrew: FPGAs Make a Radar Signal Processor on a Chip a Reality,
    Proceedings of the Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers, IEEE, 1999
    Radar-Signal-Processor.pdf

  • Andraka Consulting Group, Inc.: Distributed Arithmetic, 2002,
    http://www.andraka.com/distribu.htm

Microcontrolerul PicoBlaze (ˆ Xilinx, Inc., 2002-2005)

  • Fișiere pentru proiectul PicoBlaze, asamblor și manual UART
    xapp213.zip

  • Chapman, Ken: PicoBlaze 8-Bit Microcontroller for Virtex-E and Spartan-II/IIE Devices,
    Xilinx Application Note XAPP213, 2003
    xapp213.pdf

  • Xilinx, Inc.: PicoBlaze 8-Bit Embedded Microcontroller User Guide
    for Spartan-3, Virtex-II, and Virtex-II Pro FPGAs, 2005
    ug129.pdf



Actualizat la: 23 august 2017