Séance de cours

Circuits numériques synchrones de base et conception RTL

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Dans cours

EE-334: Digital systems design

Students will acquire basic knowledge about methodologies and tools for the design, optimization, and verification of custom digital systems/hardware. They learn how to design synchronous digital circuits on register transfer level, analyse their timing a ...

Description

Cette séance de cours couvre les circuits numériques synchrones de base et la conception RTL, discutant des solutions et des erreurs courantes pour l'affectation 1B. Les sujets abordés comprennent la génération d'impulsions, la détection de bord, les erreurs courantes dans la conception et l'utilisation de signaux d'horloge et de réinitialisation dans les circuits logiques.

Enseignant·e

Andreas Peter Burg

Andreas Burg was born in Munich, Germany, in 1975. He received his Dipl.-Ing. degree in 2000 from the Swiss Federal Institute of Technology (ETH) Zurich, Zurich, Switzerland. He then joined the Integrated Systems Laboratory of ETH Zurich, from where he graduated with the Dr. sc. techn. degree in 2006. In 1998, he worked at Siemens Semiconductors, San Jose, CA. During his doctoral studies, he was an intern with Bell Labs Wireless Research for a total of one year. From 2006 to 2007, he held positions as postdoctoral researcher at the Integrated Systems Laboratory and at the Communication Theory Group of the ETH Zurich. In 2007 he co-founded Celestrius, an ETH-spinoff in the field of MIMO wireless communication, where he was responsible for the ASIC development as Director for VLSI. In January 2009, he joined ETH Zurich as SNF Assistant Professor and as head of the Signal Processing Circuits and Systems group at the Integrated Systems Laboratory. In January 2011, he became a Tenure Track Assistant Professor at the Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) where he is leading the Telecommunications Circuits Laboratory in the School of Engineering. In June 2018 he was promoted to the role of a Tenured Associate Professor. In 2000, Mr. Burg received the Willi Studer Award and the ETH Medal for his diploma and his diploma thesis, respectively. Mr. Burg was also awarded an ETH Medal for his Ph.D. dissertation in 2006. In 2008, he received a 4-years grant from the Swiss National Science Foundation (SNF) for an SNF Assistant Professorship. In his professional career, Mr. Burg was involved in the development of more than 25 ASICs. He is a member of the IEEE and of the European Association for Signal Processing (EURASIP). Research interests and expertise

Circuits and systems for telecommunications (wireless and wired)
Prototyping and silicon implementation of new communication technologies
Development of communication algorithms and optimization for hardware implementation
Low-power VLSI signal processing for communications and other applications
Digital integrated circuits
Circuits for image and video processing

Source officielle

Concepts associés (32)

Circuit synchrone

Un circuit synchrone est un circuit électronique numérique qui fonctionne à un rythme dicté par une horloge. Cette horloge interne au processeur donne à intervalles réguliers une impulsion électrique simultanée (en première approximation) à tous les composants du processeur. Sa fréquence peut atteindre quelques gigahertz (GHz) pour des processeurs récents. Les ordinateurs personnels usuels sont munis de processeurs synchrones.

Signal d'horloge

vignette|Un signal d'horloge est typiquement un signal carré. vignette|Un signal d'horloge est produit par un générateur d'horloge, ici dans un ordinateur de bureau, constitué d'une puce (à droite) et d'un résonateur (à gauche). vignette|Connecteur PS/2 : le signal d'horloge se trouve sur les broches 5 et 6, respectivement pour la souris et le clavier. Un signal d’horloge est, en électronique, et particulièrement en électronique numérique, un signal électrique oscillant qui rythme les actions d'un circuit.

Électronique numérique

L'électronique numérique concerne le système ou la technologie appliquée dont les caractéristiques sont exprimées par des valeurs de nombres, en anglais digital signifiant « chiffre ». La meilleure fiabilité lors de la transmission des signaux numérisés procure en principe, un contrôle de bout en bout de la chaîne des signaux. Le mode numérique permet de s'affranchir le plus souvent du bruit de fond, des parasites et autres artefacts lors de la transmission et améliore notamment le rapport signal sur bruit.

Register Transfer Level (RTL) est une méthode de description des architectures microélectroniques. Dans la conception RTL, le comportement d'un circuit est défini en termes d'envois de signaux ou de transferts de données entre registres, et les opérations logiques effectuées sur ces signaux. Le RTL est utilisé dans les langages de description matérielle (HDL) comme Verilog et VHDL pour créer des représentations d'un circuit à haut niveau, à partir duquel les représentations à plus bas niveau et le câblage réel peuvent être dérivés.

Conception de circuits intégrés

La conception (ou le design) de circuits intégrés (ou puces électroniques) consiste à réaliser les nombreuses étapes de développement (flot de conception ou design flow) nécessaires pour concevoir correctement et sans erreurs une puce électronique. Le point d'entrée est une spécification fonctionnelle qui décrit le fonctionnement voulu de la puce, ainsi que des contraintes non fonctionnelles (surface, coût, consommation...).

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Circuits logiques numériques : éléments de mémoire et logique séquentielle

Introduit des circuits logiques séquentiels et des éléments de mémoire, en se concentrant sur leur rôle dans les systèmes numériques et les applications pratiques.

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Couvre les principes de la conception synchrone RTL, des circuits numériques personnalisés, de la visualisation des diagrammes Y, des classes de signaux et de la gestion de la hiérarchie.

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Systèmes numériques: Flip-Flops, registres et compteurs

Fournit une vue d'ensemble des tongs, des registres et des compteurs dans les systèmes numériques.

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