UE E7-B - Electronique Numérique

Les langages de description de circuits intégrés:
- Contexte
- Le langage VHDL
- La synthèse des circuits numériques

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Ce module forme à la conception d'un circuit numérique sur support FPGA.

Dans une première partie, des TP dirigés sont réalisés, montrant sur un exemple complet le processus de conception: l'écriture de la description VHDL, synthèse sous environnement CAO, test du circuit sur carte prototype. 

Dans une seconde partie, chaque étudiant définit son propre cahier des charges d'un circuit numérique et l'implémente sur FPGA.  

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Ce cours permet aux étudiants de connaître l’état de l’art des circuits intégrés numériques et d’acquérir les compétences du concepteur de circuits intégrés numériques en termes de choix de technologies.  

Les flux de conception sont présentés, ainsi que l’organisation de l’industrie des semi-conducteurs qui en découle. Les technologies actuelles et émergentes sur lesquelles s’appuient les circuits numériques sont ensuite détaillées. Ces technologies permettent des construire des circuits élémentaires tels que les portes logiques, les bascules, les mémoires. L’exemple de l’architecture et des méthodes de synthèse des FPGA est étudié en détail. Les critères principaux impactant les choix des technologies des circuits sont ensuite présentés et étudiés sur des exemples. Le cours se conclut par une présentation des méthodes de conception optimisées en vue du test.

Cours 1 – TD1 : Rappels sur le langage VHDL

Cours 2  :  Introduction aux circuits intégrés numériques : industrie, marché, technologies, modes de conception, roadmap.

Cours 3 et 4  - TD 3 et 4: Architecture des  FPGA - Synthèse et placement routage

Cours 5 , 6 et 7 - TD 4, 5 et 6 : Caractéristiques et performances des familles logiques de CI numériques ; portes logiques et technologies associées ; mémoires volatiles et non-volatiles.

Cours 8 – TD 7 : Conception en vue du test des circuits numériques : procédures de test, modèles de défauts, intégration et évaluation de la testabilité.

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Students are introduced to the current state-of-the-art of the digital IC industry. They learn how, as a designer, they can properly select and implement a technology to reach expected performances.

Digital integrated circuits design flows are presented , together with the related industry flow and organization. Then current and emerging technologies in the microelectronics industry are detailed.  Based on these technologies, elementary components of digital circuits are designed, such as logic gates, flip-flops, memory cells. The FPGA architecture and synthesis flow are then detailed. Circuits specifications at the gate level are explained and an overview of the available technologies is presented. Finally, the design-for-test methodology is presented and illustrated on simple circuits.

Lecture 1 : VHDL language recall 

Lecture 2 : Introduction to Digital ICs : industry, market, technologies, design flows, roadmap

Lecture 3 , 4  : FPGA design – Synthesis, place and route

Lecture 5 , 6 , 7 : Digital IC specifications and performances; logic gates technologies and foundries ; volatile and non-volatile memories.

Lecture 8  : Design for testability in digital circuits : design flow, test equipment, fault models, testability strategies and evaluation.

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Cours :

Introduction aux réseaux. Modèle OSI.
Présentation d'Internet.
Introduction à Internet embarqué et à l'Internet des objets.
Présentation de la technologie Ethernet.
Protocoles d'Internet : IP, UDP, TCP, ARP, RARP, ICMP. Configuration et commandes réseau sous *NIX.
Présentation du concept d'application client/serveur.
Programmation réseau en langage C avec l'API sockets.

TP :

Etude des commandes réseau : netstat, ifconfig, route, telnet, ping, traceroute..
Tests de services standards par telnet : ftp, www.
Mise en oeuvre de l'API sockets : Ecriture d'un serveur UDP, écriture d'un client UDP. Ecriture d'un serveur TCP, écriture d'un client TCP.
Récapitulatif : écriture d'un serveur TCP de loto, écriture d'un miniserveur Web.

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