Als inleiding krijgt de student een globaal overzicht uit het aanbod aan digitale componenten waarbij dieper ingegaan wordt op het gamma aan programmeerbare componenten. Vervolgens zal de student kennis maken met het programmeren/configureren van deze programmeerbare hardware met behulp van VHDL.
Na deze basis oefeningen leert de student omgaan met een hoog technologisch hardware en software ontwikkelomgeving om een processorsysteem te beschrijven, te implementeren en te testen op een Xilinx Virtex ontwikkelplatform. De geavanceerde software omgeving maakt een eenvoudige beschrijving van het processorsysteem mogelijk en zal hiervoor de nodige code (semi-)automatische genereren. Daarnaast zal de student enkele uitbreidingen aanbrengen d.m.v. het integreren van bestaande IP alsook het ontwikkelen van eigen IP in VHDL. De target processor waarvan de student gebruik zal maken is een PowerPC.
Tot slot zal de student een korte literatuur studie maken waarbij het gebruik van programmeerbare componenten, meer bepaald een FPGA, centraal staat.
Door het geven van een ruim aanbod aan informatie en mogelijkheden moet de student leren kritisch omgaan met deze grote hoeveelheid aan informatie. De student moet in staat zijn een logische redenering op te zetten om tot een gefundeerde beslissing te komen en zo een plausibele oplossing voor te stellen voor een concreet probleem. Door het uitvoeren van een beperkte literatuurstudie (bespreking van een zelfgekozen paper) maakt de student kennis met een waaier aan mogelijke toepassingen ver buiten de toepassingen die in het labo aangehaald worden. Zo leert de student creatief en wetenschappelijk denken en oplossingen aanreiken.
Bij elke oefening wordt bij aanvang het totaal probleem schematisch weergegeven en per opdracht duidelijk aangehaald welk deelprobleem aangepakt zal worden. Zo zal de student projectmatig leren werken en denken om een groot probleem in kleinere deelproblemen op te splitsen. Deze opsplitsing, in kleinere deelproblemen, maakt het mogelijk kritischer over elk deelaspect te kunnen oordelen binnen een complex geheel. Zo zal de eindoplossing eenvoudig aan te passen zijn aan toekomstige noden en heeft de student de nodige kennis om het hele proces kritisch te evalueren.
Door in groepjes te werken leert de student in teamverband werken en de opdracht/probleem en mogelijke oplossing duidelijk aan de andere te communiceren.
Door in groepen van 2 a 3 studenten aan de opdrachten te werken leren de studenten in teamverband te werken. Tijdens het uitvoeren van een beperkte literatuurstudie (bespreking van een zelfgekozen paper) maakt de student kennis met een waaier aan mogelijke toepassingen ver buiten de toepassingen die in het labo aangehaald worden. Zo leert de student creatief en wetenschappelijk denken en oplossingen aanreiken.
Bij aanvang van elke oefening zal het algemene concept schematisch voorgesteld worden. Daarna zal dit stelselmatig in kleinere deelproblemen opgesplitst worden. Elk deelprobleem zal individueel opgelost kunnen worden met de nodige aandacht voor de interactie tussen elk deelprobleem.
Na een grondige introductie over de verschillende programmeerbare componenten op de huidige markt wordt er 1 bepaalde relevante component uitgekozen. Deze component is de Virtex 2 Pro van Xilinx dewelke voldoende mogelijkheden heeft om processorsystemen en FPGA toepassingen te ontwikkelen. Het ontwikkelbord dat hiervoor op de markt is laat toe een groot aantal mogelijkheden te ontwikkelen en testen op de component zelf.
De student leert werken in een hoogtechnologische ontwikkelomgeving specifiek voor deze component, maar op een generieke werkwijze.
De student zal naast de ontwikkeling ook voldoende aandacht moeten schenken aan het debuggen en testen van de oplossing.
Het gebruikte ontwikkelbord zorgt ook voor de nodige communicatie met de buitenwereld zodat rekening gehouden moet worden met interfaces naar zowel analoge als digitale systemen.
Door middel van een literatuurstudie leert de student dat deze materie toepasbaar is in wetenschappelijk onderzoek en in verschillende vakgebieden.
De student heeft een algemene achtergrond kennis nodig van digitale en analoge elektronica. Kennis van hardware programmeertalen (voornamelijk VHDL) is aanbevolen. Een notie van verschillende processorsystemen is mooi meegenomen maar is geen must.
De inleidende en begeleidende presentaties, evenals alle labo opgaven zijn beschikbaar gesteld op Toledo.
De labo oefeningen rond de implementatie van een processorsysteem zijn afkomstig van The Microelectronics Training Center en hebben de naam: Lab 24: Development of a PPC System Including Various Hardware IP.
De student krijgt aan het begin van elk labo een korte introductie met betrekking tot de desbetreffende opdracht. Daarna zal de student in teamverband aan de opdracht werken. De student kan bijkomende informatie bekomen door deze te vragen aan zijn medestudenten of aan de begeleidende docent.Ook het opzoeken van bijkomende informatie via het world wide web wordt gestimuleerd.
De student wordt tijdens de laatste labozitting geëvalueerd. Deze evaluatie zal bestaan uit:
1) een schriftelijke vraag (gesloten boek) waarbij gevraagd zal worden om één of meerdere begrippen te verklaren;
2) praktische opgave (open boek) waarbij gevraagd zal worden om een praktische implementatie uit te voeren gelijkaardig aan de oefeningen door heen het jaar;
3) een algemene openvraag waarbij een bepaald probleem wordt beschreven en de student een gefundeerde oplossing moet voorstellen;
4) bespreking van een zelfgekozen wetenschappelijke paper waarbij vooral de voor- en nadelen van de gebruikte hardware en methodologie duidelijk besproken dient te worden.