Дисциплины магистерской программы, профессиональный цикл

Аннотации дисциплин профессионального цикла магистерской программы "Проектирование интегрированных аппаратно-программных микросистем"

«Компоненты интегрированных аппаратно-программных микросистем»

Преподаватель: доцент кафедры ВТ, к.т.н. Буренева О.И.

В дисциплине «Компоненты интегрированных аппаратно-программных микросистем» изучается компонентный состав систем, предполагающих интегрированную обработку цифровой и аналоговой информации, а также аппаратно-программных процессорных микросистем. Рассматривается специфика и методы проектирования функциональных комбинационных и последовательностных узлов и устройств микросистем, а также аналоговые элементы предварительной обработки информации. Изучаются типовые блоки: hard- и soft-ядра, память, высокопроизводительные средства передачи информации. Рассматривается элементная база микросистем – микросхемы программируемой логики разных уровней интеграции (SPLD, CPLD, FPGA, SOPC), аналоговые программируемые схемы. Осваиваются методы решения общесистемных проблем (борьба с помехами, синхронизация и т.д.).

«Киберфизические системы реального времени»

Преподаватель: ассистент кафедры ВТ Гречухин М.Н.

Дисциплина «Киберфизические системы реального времени» рассматривает основные особенности и характеристики систем реального времени с уклоном в сторону встраиваемых киберфизических систем. Рассматривается аппаратное и программное обеспечение систем реального времени, основные механизмы операционных систем реального времени (диспетчеризация задач, управление приоритетами, синхронизация задач и межпроцессное взаимодействие), приводится обзор основных современных операционных систем реального времени. В рамках курса также освещаются вопросы программирования для операционных систем реального времени, а также основы проектирования систем реального времени. Лабораторный практикум предусматривает знакомство с операционной системой реального времени FreeRTOS на базе платформы Cortex M3.

«Верификация и тестирование встраиваемых систем»

Преподаватель: профессор кафедры ВТ, д.т.н. Мурсаев А.Х.

Дисциплина «Верификация и тестирование встраиваемых систем» ориентирована на изучение инструментов описания интегрированных аппаратно-программных микросистем и создания тестового окружения средствами языка SystemVerilog, что упрощает отладку как проектируемой системы, так и набора тестов, а также обеспечивает взаимно согласованную их отладку. В рамках дисциплины изучаются средства языка SystemVerilog для организации тестового окружения проекта благодаря использованию специальных типов данных, принципов объектно-ориентированного программирования, поддержке механизмов случайной генерации тестовых сигналов в рамках заданных ограничений и встроенных средств анализа покрытия.

«Проектирование цифровых блоков микросистем»

Преподаватель: доцент базовой кафедры ВТ, к.т.н. Беляев Я.В.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с современными методами проектирования и верификации цифровых блоков интегральных схем. В дисциплине освещаются основы разработки цифровых устройств с использованием средств автоматизированного проектирования компании Cadence Design Systems, обсуждаются методы верификации цифровых блоков на каждом уровне проектирования.

«Проектирование реконфигурируемых систем на кристалле»

Преподаватель: доцент кафедры ВТ, к.т.н. Грушвицкий Р.И.

Дисциплина «Проектирование реконфигурируемых систем на кристалле» рассматривает различные аспекты проектирования SOPC. Все три аспекта этой тематики: элементная база систем на кристалле, САПР как инструмент проектирования и проектные потоки наиболее важных фрагментов SOPC нашли отражение в учебном курсе. Большое внимание уделяется узловым проблемам современного подхода к разработке систем на кристалле верификации и отладке проектов. Рассматривается и получающий всё большее распространение важнейший этап проектирования – системный этап.

«Надежность и диагностика»

Преподаватель: профессор базовой кафедры ВТ, д.т.н. Колесов Н.В.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с расчетом надежности и разработкой средств диагностирования для информационно-управляющих систем. В дисциплине освещаются теоретические основы и методики расчета для простых и избыточных систем. Изучение вопросов диагностики проводится по двум направлениям – тестовое диагностирование и функциональное диагностирование. При этом обсуждаются подходы к решению этих задач для объектов различной сложности.

«Проектирование аналоговых блоков микросистем »

Преподаватель: доцент базовой кафедры ВТ, к.т.н. Беляев Я.В.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с современными методами проектирования и верификации аналоговых блоков интегральных схем. В дисциплине освещаются основы разработки аналоговых блоков с использованием средств автоматизированного проектирования компании Cadence Design Systems. Обсуждаются методы расчета и оценки основных параметров аналоговых блоков интегральных схем.

«Перспективные компоненты информационных микросистем»

Преподаватели: доцент кафедры ВТ, к.т.н. Миронов С.Э., доцент кафедры ВТ, к.т.н. Сафьянников Н.М.

Дисциплина «Перспективные компоненты информационных микросистем» позволяет сформировать представление о конструкторско-технологической среде проектирования компонентов микросистем. Изучаются конструкторско-технологические особенности перспективных компонентов информационных микросистем. Рассматриваются основные технологические процессы их создания.

«Автоматизация технологического проектирования микросистем»

Преподаватель: доцент кафедры ВТ, к.т.н. Зуев И.С.

Дисциплина «Автоматизация технологического проектирования микросистем» посвящена проектированию сложных иерархических микросистем в интегральном исполнении. В рамках дисциплины изучается Теория виртуального символьного проектирования заказных микросистем на кристалле, демонстрируется тесная взаимосвязь всех этапов проектирования: связь архитектуры, структуры СБИС и алгоритмов реализуемых операций с генеральным топологическим планом СБИС, уникальность схемотехники, невозможной в дискретных элементах, носящей, порой, сетевой характер и объединяющей традиционные «элементы ЭВМ». Студенты знакомятся с методами проектирования заказных микросистем на кристалле СБИС: изучают принципы структурно-топологической организации и функционирования основных типов крупных фрагментов СБИС (макроблоков), уникальную промышленную КМОП-схемотехнику, методы экспресс-анализа, оптимизации и детального расчета характеристик схем с восстановлением паразитных параметров из топологии средствами PCSpice. Студенты получают знания и навыки индустриального проектирования фрагментов заказных БИС – специализированной кремниевой компиляции (СКК), где на вход компилятора подаются параметры фрагмента БИС на всех уровнях: информационном, алгоритмическом, структурном, схемотехническом, топологическом, технологическом, а на выходе получается топология в любой КМОП-технологии из заданного класса. Практическая часть дисциплины посвящена проектированию макроблока, как, например, матричный умножитель, делитель, ОЗУ, ПЗУ, ПЛМ. Студенты осваивают проектирование генерального топологического плана, схем ячеек макроблока, расчет и оптимизацию параметров, разработку СКК с возможностью генерации результирующей топологии в любой КМОП-технологии из заданного класса.