T.C. MALTEPE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ LİSANS PROGRAMI 2011-12 Bahar Yarıyılı Programlanabilir Sayısal Sistemler BİL322 AKTS Kredisi 5 3. yıl 6. yarıyıl Lisans Seçmeli 4 s/hafta Teorik: 2 s/hafta / Uygulamalı: 2 s/hafta Türkçe Dersin Koordinatörü, iletişim bilgileri ve görüşme saatleri: Yrd.Doç.Dr. Ali Akman aakman@maltepe.edu.tr; Salı 10. 00-11. 00, Salı 14. 00 15. 00, Çarş. 10. 00-11. 00, Çarş. 16. 00-17. 00, Perş. 10. 00-12. 00 Öğretim elemanları, iletişim bilgileri ve görüşme saatleri: Yrd.Doç.Dr. Ali Akman aakman@maltepe.edu.tr; Salı 10. 00-11. 00, Salı 14. 00 15. 00, Çarş. 10. 00-11. 00, Çarş. 16. 00-17. 00, Perş. 10. 00-12. 00 Yrd.Doç.Dr. Serap Çekli scekli@maltepe.edu.tr; Pztsi. 14. 00-16. 00, Salı. 14. 00-15. 00, Çarş. 09. 00-12. 00 Dersin ya da öğretim elemanının web sayfasının adresi: http://bil322.aliakman.net http://akademik.maltepe.edu.tr/~scekli/ Dersin Genel Amacı: Bu dersin amacı programlanabilir sayısal sistemlerin temel prensip ve yapılarını öğrencilere anlatmak ve FPGA ile değişik sayısal sistemlerin tasarımlarının gerçekleştirilmesini vermektir. Planlanan Öğrenme Çıktıları ve Alt Beceriler: Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler; Programlanabilir sayısal aygıtların temel yapısını ve nasıl kullanıldıklarını tanımlar, Verilog ile bir sayısal sistemin modellenmesi sürecini gerçekleştirir, FPGA programlamayı yapar, Kontrolör tasarlar ve FPGA ile gerçekler, PS/2 portu üzerinden değişik aygıtlarla haberleşecek ara yüzleri FPGA üzerinde gerçekler, VGA kontrolör tasarlar ve gerçekler, Basit bir işlemciyi tasarlar ve FPGA üzerinde gerçekler. Genel Yeterlilikler: Programlanabilir sayısal sistemlerin yapısını bilir, uygulamaya göre programlanabilir sayısal aygıt seçimini gerçekleştirir ve FPGA gibi programlanabilir sistemlerin programlanması gerçekleştirir. Öğretim Yöntem ve Teknikleri: Anlatım, tartışma, soru-cevap, problem çözme ve deney gerçekleştirme. Dersin veriliş şekli: Yüz yüze. Varsa, Uygulamanın (staj) yapıldığı yer: Yok. Önkoşul: Yok. Eş dönemli koşul: Yok. Önerilen ilave dersler: Yok. Dersin içeriği: FPGA ve CPLD mimarileri, FPGA programlama teknolojileri, FPGA lojik hücresi, programlanabilir bağlantı ve I/O hücreleri, FPGA tasarım akışı, verifikasyon ve Sentezleme, FPGA tabanlı verifikasyon ve sentezleme akışı ve gerçekleme, veri yolu ve kontrol ünitesi tasarımı, picoblaze işlemci, tasarım örnekleri.
Ders kategorisi: (Yalnızca bir kategori işaretlenecektir.) 1. Temel meslek dersleri 2. Uzmanlık/alan dersleri 3. Destek dersleri 4. Aktarılabilir beceri dersleri 5. Beşeri, İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri Ders Kitabı: 1- Clive Max Maxfield, The Design Warrior s Guide To FPGAs, Elsevier, 2004, ISBN: 0-7506-7604-3 2- J.O. Hamblen, T.S. Hall, M.D. Furman, Rapid Prototyping of Digital Systems: SOPC Edition, Springer, 2008, ISBN 978-0-387-72670-0. Yardımcı Okumalar: ---
Haftalık ders konuları: Ara sınav(lar) ve final sınavı için belirlenen günler ya da haftalar yazılacaktır. Haftalar 1. Hafta 2. Hafta 3. Hafta 4. Hafta 5. Hafta 6. Hafta 7. Hafta 8. Hafta Tartışılacak/İşlenecek Konular Ders tanıtımı, Programlanabilir Sayısal Sistemlere Giriş, Programlanabilir sayısal sistemlerin endüstriyel önemi. Teori : FPGA ler nedir? Programlanabilir sayısal sistemlerin temel kavramları. Lab : ilinx ISE Tanıtımı ve Şematik Tabanlı Tasarım Akışı Teori : Programlanabilir sayısal sistemlerin teknolojik gelişimi Lab : HDL tabanlı tasarım akışı Verilog HDL e giriş Teori : FPGA Mimarileri 1 Lab : Verilog HDL Teori : FPGA Mimarileri 2, FPGA programlama (Konfigürasyonu) Lab : ilinx Spartan 3E FPGA Geliştirme Kiti Programlama Teori : Sayısal Devrelerin Verilog HDL ile sentezi Lab : Kronometre tasarımı ve LCD Teori : Durum Makineleri ile Kontrolör Tasarımı Lab : Kontrolör Gerçekleme Teori : Basit bir işlemci yapısı Lab : Verilog ile basit bir işlemcinin sentezlenmesi 9. Hafta Vize Sınavı 10. Hafta 11. Hafta 12. Hafta 13. Hafta 14. Hafta Teori : PS/2 Portu, Klavye ve Mouse Lab : Klavye, Mouse ve LCD Teori : VGA Video Display ve FPGA Arayüzü Lab : VGA Video Display Arayüz gerçekleme ve Klavye, Mouse Teori : MIPS İşlemci Tasarımı Lab : VGA Video Display Arayüz gerçekleme ve Resimler Teori : MIPS İşlemci Komut Set Mimarisi, Pipelining Lab : MIPS İşlemci Gerçekleme Teori : Proje Sunumları Lab : MIPS İşlemci Gerçekleme
Değerlendirme Sistemi YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARI KATKI PAYI SAYISI Y1 Y2 Devam %80 Laboratuar 10 %10 %15 Uygulama Alan Çalışması) Derse Özgü Staj (Varsa) Ödev 10 %10 %15 Sunum Projeler 1 %5 %10 Seminer Kısa Sınavlar Ara sınavlar 1 %15 %20 Final 1 %60 %40 TOPLAM YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI %40 %60 YARIYIL SONU SINAVININ BAŞARI NOTUNA KATKISI %60 %40 TOPLAM %100 %100 AKTS (Öğrenci İş Yükü Tablosu) Etkinlikler Sayısı Süresi Toplam (Saat) İş Yükü Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 14x haftalık ders saati) 14 2 28 Laboratuvar 14 2 28 Uygulama Derse Özgü Staj (varsa) Alan Çalışması Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi (Ön çalışma, pekiştirme, vb) 14 1 14 Sunum / Seminer Hazırlama Proje 1 15 15 Ödevler 10 2 20 Ara sınavlar 1 15 15 Yarıyıl Sonu Sınavı 1 15 15 Toplam İş Yükü 135
Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi Katkı Düzeyi No Program Yeterlikleri/Çıktıları 1 2 3 4 5 1 Bilgisayar mühendisliği problemlerinin çözümünde matematik, fen ve mühendislik bilgilerini uygulayabilme becerisi 2 Bilgisayar Mühendisliği alanında karşılaşılabilecek sorunları tanımlama, uygun çözümleme ve modelleme yöntemlerini kullanarak çözme becerisi 3 İhtiyaç duyulan gereksinimleri karşılayabilecek Bilgisayar Mühendisliği problemlerini tasarlayabilme ve çözümleyebilme becerisi 4 Bilgisayar Mühendisliği araç ve yazılımlarını etkin şekilde kullanabilme becerisi 5 Veri toplama, sonuçları analiz etme, yorumlama ve paylaşabilme becerisi 6 Teknolojik yenilikleri izleme yeteneği ve yaşam boyu öğrenme bilinci 7 Takım çalışmasında ve disiplinlerarası çalışma gruplarında etkin görev alabilme ve liderlik edebilme becerisi 8 Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurabilme becerisi 9 Alanı ile ilgili konularda dış kaynaklı yayınları takip edebilme ve kullanabilme becerisi 10 Mesleki ve etik sorumlulukların bilincinde olma 11 İş hayatındaki uygulamalara yönelik farkındalık 12 Mühendislik uygulamalarının ulusal ve evrensel düzeydeki, hukuksal, toplumsal, kültürel ve çevresel etkilerini kavrayabilme