Modulets indhold, forløb og pædagogik

Funktionen i mange elektroniske systemer kan i dag kun realiseres, hvis systemet helt eller delvis designes og implementeres i digital elektronik. Dette skyldes ofte ønsket om en særdeles høj grad af fleksibilitet, som kun lader sig imødekomme under anvendelse af teknologier, der understøtter muligheden for ændringer over tid af den interne hardware-struktur. En teknologi, der understøtter dette paradigme, eksisterer i form af Field Programmable Gate Arrays (FPGA), som på én og samme tid muliggør såvel fleksible som meget komplekse designs. FPGA-design har traditionelt været understøttet af et ”hardware-nært” programmeringssprog, men løbende er også højniveau sprog blevet mulige at anvende. Sideløbende hermed er behovet for planlægning og udførelse af test og måling på sådanne digitale systemer forøget. Fokus på dette semester er således at designe, realisere, måle, teste og dokumentere moderne digital elektronik. Der lægges vægt på, at systemet realiseres i form af en operationel prototype, som opbygges på et eller flere et-lags PCB. Der vil som en del af projektet blive undervist i funktionen og brug af instrumenter, som er nødvendige ifm. udvikling af digitale systemer, f.eks. logikanalysator og digital pattern generator. Desuden gives en introduktion til, hvordan udviklingsprocessen for software tilrettelægges og dokumenteres.

Læringsmål

Viden

Den studerende skal have viden om

• teknologier inden for rekonfigurerbart hardware – herunder primært FPGA eller programmerbare ”system on chip” platforme.
• metoder til konfigurering og programmering af sådanne teknologier.
• hvordan et software-udviklingsforløb for sådanne teknologier tilrettelægges, gennemføres og dokumenteres.
• relevante kommunikationsprotokoller, som bruges ved inter-kommunikation mellem digitale delsystemer.
• hvordan analog og digital signalintegritet etableres, herunder praktisk håndtering af typiske fænomener på transmissionsledninger samt mulighed for fejlkontrolkodning.
• måleinstrumenters virkemåde ifm. konstruktion af og fejlfinding på digitale systemer.
• hvordan et elektronisk system implementeres på et-lags PCB.
• forskellige vejledertyper, og hvordan en projektgruppe aktivt bruger disse til tilegnelse af viden.

Færdigheder

Den studerende skal være i stand til

• at konstruere et rekonfigurerbart digitalt system til løsning af et givet samfundsmæssigt og/eller teknisk problem.
• at foretage trinvis forfinelse ifm. design af et digitalt system.
• at opsætte relevante designværktøjer og programmere rekonfigurerbare hardware-platforme i et hardware-beskrivende sprog.
• at vurdere hvilken hardware-struktur/topologi, som er nødvendig for bedst muligt at kunne udnytte algoritmens karakteristika, f.eks. iboende kompleksitet.
• at specificere, konstruere, teste og dokumentere interfaces mellem delsystemer og herunder at etablere høj grad af signalintegritet.
• at anvende dedikerede måle- og test-instrumenter ifm. konstruktion af og fejlfinding på digitale systemer.
• at foretage et systematisk valg af metoder ifm. tilegnelse af viden under problemanalysen og systemdesign-fasen.

Kompetencer

Den studerende skal

• kunne anvende relevante metoder til at specificere, konstruere, teste og dokumentere et rekonfigurerbart digitalt system, herunder den tilhørende software.
• kunne forholde sig reflekterende til egenskaber og begrænsninger i den implementerede løsning.
• kunne analysere projektgruppens organisering af samarbejdet med henblik på at identificere stærke og svage sider og på den baggrund komme med forslag til, hvordan samarbejdet i fremtidige projektgrupper bør organiseres og gennemføres.

Undervisningsform

Jf. beskrivelsen i §18

Eksamen

Prøver