Artesis Plantijn Hogeschool Antwerpen
Wetenschap en Techniek
campus Spoor Noord Ellermanstraat
Ellermanstraat 33 - 2060 Antwerpen
wt@ap.be
Digital systems development35784/2187/2122/1/77
Studiegids

Digital systems development

35784/2187/2122/1/77
Academiejaar 2021-22
Komt voor in:
  • Bachelor in de elektronica-ICT, trajectschijf 3
    Keuzeoptie:
    • Internet of Things
    • IT & Internet of Things
In andere opleidingen:
  • Bachelor in de toegepaste informatica als Digital systems development
Dit is een enkelvoudig opleidingsonderdeel.
Studieomvang: 3 studiepunten
Men kan dit opleidingsonderdeel niet volgen binnen een
  • examencontract (met het oog op het behalen van een creditbewijs).
  • examencontract (met het oog op het behalen van een diploma).
Co-titularis(sen): Van Merode Dirk
Onderwijstalen: Nederlands
Kalender: Semester 1
Dit opleidingsonderdeel wordt gequoteerd op 20 (tot op een geheel getal).
Mogelijke grensdata voor leerkrediet: 15.10.2021 (1ste semester)
Tweede examenkans: wel mogelijk.
Tolereerbaarheid: Dit opleidingsonderdeel is tolereerbaar onder de voorwaarden van de opleiding waarvoor je bent ingeschreven.
Totale studietijd: 78,00 uren

Waarschuwing

Deze informatie is onder voorbehoud van de verdere evolutie van de Coronamaatregelen.

Volgtijdelijkheid

binnen het opleidingsprogramma al minstens 110 studiepunten afgewerkt hebben .

Korte omschrijving

Theorie:
In het vak digital systems development wordt de FPGA (Field Programmable Gate Array) ingezet om performante digitale systemen op te zetten. Hiervoor wordt er zo veel mogelijk gebruik maken van de hulpmiddelen aanwezig in de Vivado-software, om een systeem te bouwen, te simuleren en te analyseren.

Om maximaal gebruik te maken van de mogelijkheden van de FPGA, wordt zijn interne werking grondig bekeken.

Performantie van een systeem hangt veel af van timing, verschillende aspecten van timing worden behandeld. Om de juiste werking van digitale systemen ook te simuleren, te analyseren en te testen op hardware, wordt gebruik te maken van hardware binnen een FPGA.

Een FPGA is uitermate geschikt voor DSP-toepassingen (digital signal processing). Het gebruik van de interne DSP-blokken wordt toegelicht.

Verschillende digitale interfaces worden besproken.

Er wordt dieper ingegaan op VHDL en het effect op synthese en implementatie van bepaalde constructies.

Project
Studenten krijgen inzicht in het testen van de digitale systemen via simulatie en op de werkelijke hardware.
Ook wordt het gebruik van IP-blokken voor de ontwikkeling van digitale systemen toegelicht.
Vervolgens maken de studenten systemen voor audio-processing en/of video-processing en/of softcore implementatie. 
Studenten moeten correct schriftelijk en mondeling  communiceren over de ontwikkelde digitale systemen, door gebruik te maken van testresultaten.

OLR-Leerdoelen (lijst)

De PBA elektronica-ICT bepaalt in overleg met de opdrachtgever de vereisten van elektronische en/of ICT-systemen. Op basis daarvan verzamelt en interpreteert hij de noodzakelijke technische informatie.
Verklaart timingaspecten bij het ontwerpen van digitale systemen.
De PBA elektronica-ICT bepaalt mogelijke oplossingen en maakt onderbouwde keuzes in componenten voor elektronische en/of ICT-systemen, zowel wat hard- als software betreft.
Verklaart gebruik, toepassingsgebied, specifieke taalaspecten, synthese, Finite State Machine-ontwikkeling, simulatie met VHDL.
Verklaart  de verschillende hardware-elementen binnen een FPGA.
Verklaart timingaspecten bij het ontwerpen van digitale systemen.
Duidt de hardware voor DSP-toepassingen en verklaart de werking.
Analyseert de typische kenmerken van verschillende digitale interfaces.
Voert een analyse uit op de gesynthetiseerde hardware, met betrekking tot timing, efficiëntie en gebruik van resources.
De PBA elektronica-ICT ontwerpt en ontwikkelt elektronische en/of ICT-systemen.
Bouwt een performant digitaal systeem op een FPGA met gebruik van de IP-blokken.
Bouwt een digitaal systeem op een FPGA met gebruik van de extra hardware die binnen de FPGA wordt geleverd, zoals Block RAM en timing-infrastructuur;
De PBA elektronica-ICT stelt bestaande elektronische en ICT-bouwstenen samen tot een werkend hardware- of softwaresysteem.
Bouwt een digitaal systeem op een FPGA met gebruik van de extra hardware die binnen de FPGA wordt geleverd, zoals Block RAM en timing-infrastructuur;
De PBA elektronica-ICT test elektronische en/of ICT-systemen, toetst ze aan de vooropgestelde vereisten en stuurt bij waar nodig.
Voert een analyse uit op de gesynthetiseerde hardware, met betrekking tot timing, efficiëntie en gebruik van resources.
Verbetert het systeem en wijst op de beperkingen om het systeem te evalueren.
Test het ontwikkelde systeem conform de vereisten en afgesproken standaarden
De PBA elektronica-ICT rapporteert correct en nauwkeurig over processen, systemen en producten, zowel schriftelijk als mondeling.
Documenteert het werk voor gemakkelijke adoptie in toekomstig gebruik en andere ontwikkelaars

Leerinhoud

FPGA introductie
FPGA architectuur
Timing in digital systems
Testing in digital systems
DSP op een FPGA
Softcore processors
Digital interfaces
Advanced VHDL

Studiematerialen (tekst): Verplicht

ELEKTRONISCHE LEEROMGEVING: (vrij ter beschikking voor elke student)
In een cursus bij dit opleidingsonderdeel op de elektronische leeromgeving wordt aanvullend studiemateriaal en studieinformatie aangeboden. Deze vormen de kern van de te kennen en te kunnen leerstof. Aanvullend studiemateriaal, audiovisuele kennisclips, feedbackclips en studie-informatie wordt er ook aangeboden.

LAPTOP:
De student dient voor dit opleidingsonderdeel zijn/haar persoonlijke laptop te gebruiken. Er worden faciliteiten geboden voor de aanschaf/installatie van de noodzakelijke software.

Onderwijsorganisatie

Werkvormen
Hoor- en/of werkcolleges12,00 uren
Vormen van groepsleren24,00 uren
Werktijd buiten de contacturen42,00 uren

Toetsing (lijst)

Evaluatie(s) voor de eerste examenkans
MomentVorm%Opmerking
AcademiejaarKennistoets30,00open en gesloten vragen, digitaal, gesloten boek,
AcademiejaarProjectopdracht permanent (Permanente evaluatie)70,00werkstuk en presentatie : permanent uitgesteld, digitaal en mondeling
Evaluatie(s) voor de tweede examenkans
MomentVorm%Opmerking
Tweede examenperiodeKennistoets30,00open en gesloten vragen, digitaal, gesloten boek,
Tweede examenperiodeProjectopdracht70,00werkstuk en presentatie : permanent uitgesteld, digitaal en mondeling

Toetsing (tekst)

Verplichte aanwezigheid bij alle eventuele gastsessies (worden op voorhand aangekondigd) en bij alle externe activiteiten (vb; bedrijfsbezoeken, opleidingen, …) binnen dit OLOD.

Permanente evaluatie met verplichte aanwezigheid.
Er wordt een 0 op de projectopdracht gegeven indien de student niet aanwezig is op de project verdediging. De datum van de projectverdedigingen wordt ruim op voorhand meegedeeld.

De student die omwille van medische redenen of overmacht de presentaties mist, kan die inhalen onder de hierna volgende voorwaarden:
- De student registreert zijn afwezigheid op het deelexamen (presentatie) in iBaMaFlex ten laatste op de dag van het deelexamen (presentatie) via de module ‘mijn afwezigheden’ met als reden ‘aanvraag inhaalmoment’ én brengt de betrokken lector via mail op de hoogte.
- De student bewijst de reden van zijn afwezigheid op een deelexamen(presentatie) waarvoor hij een inhaalexamen wil aanvragen met een geldig medisch attest, zoals omschreven onder begripsbepaling of het nodige bewijsmateriaal voor de overmachtssituatie.
- De student neemt zelf het initiatief om binnen de 2 kalenderdagen na de gemiste dag met de lector deze presentatie in te plannen.

De betrokken lector beslist of de student aan de voorwaarden voldoet en of een inhaalsessie om organisatorische redenen nog kan ingehaald worden.

Laattijdig indienen van de projectopdracht resulteert in een 0 score voor dat project