H "Ψηφιακή Σχεδίαση ΙΙ" διδάσκεται στο χειμερινό εξάμηνο . Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση με την σχεδίαση και υλοποίηση ψηφιακών ολοκληρωμένων συστημάτων με υψηλές απαιτήσεις απόδοσης, χρησιμοποιώντας εργαλεία σχεδίασης (CAD-tools). Το μάθημα χωρίζεται σε δύο μέρη:

Προτεινόμενα Βιβλία

Θεωρία 

Σε 12 διαλέξεις αναπτύσσονται οι βασικές αρχές της σχεδίασης ψηφιακών ολοκληρωμένων συστημάτων χρησιμοποιώντας CAD-tools. Κάθε διάλεξη είναι τρίωρη. Βασικός στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση με την γλώσσα περιγραφής VHDL και την σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων. Επιπλέον περιγράφονται συνοπτικά και οι βασικές αρχές τεχνολογίες κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. 

Εργαστηριακές Ασκήσεις 

Οι εργαστηριακές ασκήσεις ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΕΣ και έχουν σαν στόχο να βοηθήσουν τον φοιτητή να κατανοήσει καλύτερα την θεωρία, και ειδικότερα την σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων ακολουθώντας συγκεκριμένες οδηγίες, και υλοποιώντας τα κυκλώματα σε προγραμματιζόμενες συσκευές (FPGAs).  Οι ασκήσεις είναι πολύ απλές και παρέχουν βασικές γνώσεις στους φοιτητές που επιλέγουν να τις παρακολουθήσουν (η διάρκεια της κάθε άσκησης είναι 2 ώρες). Το σύνολο των εργαστηριακών ασκήσεων που μπορεί κάποιος φοιτητής να παρακολουθήσει είναι από μία έως οκτώ. Ο φοιτητής μπορεί να παρακολουθήσει όσες εργαστηριακές ασκήσεις επιθυμεί.  Παρακολούθηση σημαίνει φυσική παρουσία, εκτέλεση των εργαστηριακών οδηγιών στην κάθε άσκηση μπροστά στον σταθμό εργασίας και συγγραφή αναφοράς η οποία παραδίδεται στον διδάσκοντα μέχρι το επόμενο εργαστήριο. Οι φοιτητές που θα παρακολουθήσουν και θα υλοποιήσουν τις εργαστηριακές ασκήσεις θα λάβουν έως και 3 μονάδες (ανάλογα με την επίδοσή τους σε αυτές τις ασκήσεις). Επιπλέον δίνεται η δυνατότητα σε όσους φοιτητές επιθυμούν, να εκτελέσουν δύο επιπλέον ασκήσεις με επιπλέον μία μονάδα bonus. Οι μονάδες των εργαστηριακών ασκήσεων κατοχυρώνονται κατόπιν προφορικής εξέτασης, εάν αυτό κριθεί αναγκαίο!

Ύλη Μαθήματος

 Η διδακτέα και εξεταστέα ύλη του μαθήματος περιλαμβάνει τα προτεινόμενα βιβλία, τις πανεπιστημιακές παραδόσεις και τις εργαστηριακές ασκήσεις οι οποίες συμπεριλαμβάνονται στις σημειώσεις που δίνονται στους φοιτητές. Αναλυτικά τα θέματα που καλύπτονται είναι τα ακόλουθα:

• Σχεδίαση Κυκλωμάτων με CAD-tools (Front End): Εισαγωγή σχεδίασης, Σχεδίαση με σχηματικό, Γλώσσες σχεδίασης χαμηλού επιπέδου, Γλώσσες περιγραφής υψηλού επιπέδου.

• Βασικά κυκλώματα και σχεδίαση Αριθμητικών Κυκλωμάτων (DataPaths): αθροιστές, πολλαπλασιαστές.

• Σχεδίαση Κυκλωμάτων με την γλώσσα περιγραφής VHDL.

• Ολοκλήρωση Σχεδίασης με χρήση CAD-tools (Back End): Διαμέριση, Χωροθέτηση, Τοποθέτηση, Διασύνδεση.

• Σχεδίαση Συστημάτων σε FPGAs: Βασικές έννοιες, Παράγοντες απόδοσης αρχιτεκτονικών FPGAs, παραδείγματα προγραμματιζόμενων συσκευών. 

Διαλέξεις

Εισαγωγή Σχεδίασης
Βασικά & Αριθμητικά Κυκλώματα
Αλγοριθμικές Μηχανές Κατάστασης
VHDL
Εισαγωγή στην VHDL
Τύποι Δεδομένων
Ακολουθιακές εντολές
Σύνθετοι Τύποι (VHDL)
Βασικές Δομές Μοντελοποίησης
Υποπρογράμματα - Πακέτα
Μοντελοποίηση επιπέδου πύλης
Εξομοίωση
Σχεδίαση με VHDL
Θέματα Σχεδίασης
Ολοκλήρωση Σχεδίασης
Προγραμματιζόμενες Συσκευές
Μνήμες
Είσοδος - Έξοδος

Βαθμολογία

Οι εργαστηριακές ασκήσεις προσφέρουν μέχρι και 4 μονάδες (3 μονάδες οι 8 πρώτες ασκήσεις και 1 μονάδα οι 2 τελευταίες). Για να επιτύχει ένας φοιτητής στο μάθημα πρέπει ο βαθμός του γραπτού συν το ένα τρίτο του βαθμού του εργαστηρίου να υπερβαίνει το 5. 

Ο τελικός βαθμός για το μάθημα προκύπτει ως εξής:

Τελικός Βαθμός = Βαθμός Γραπτής Εξέτασης + Μονάδες Εργαστηριακών Ασκήσεων