Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Uzyskanie wiedzy teoretycznej i umiejętności praktycznych z zakresu: budowy i zasady działania systemów cyfrowych bazujących na programowalnych strukturach logicznych oraz ich implementacji w układach sterowania urządzeniami

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł kształcenia obejmuje zagadnienia projektowania i programowania systemów cyfrowych bazujących na programowalnych strukturach logicznych

Materiały dydaktyczne: Materiały dydaktyczne student otrzymuje podczas zajęć w formie elektronicznej

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Altera, Intel, Terasic	Dokumentacja techniczna środowisk projektowych	.
2	Altera	Quartus II Handbook Version 13.1	Altera.	2013
3	Altera, Intel, Terasic	Dokumentacja techniczna zestawów uruchomieniowych	.
4	Altera	Cyclone III Device Handbook	Altera.	2012
5	Altera	Cyclone III Device Datasheet	Altera.	2012
6	Rajewski J.	Learning FPGAs	O'reilly Uk Ltd..	2017
7	Jien-Chung Lo	Modern Digital Designs with EDA, VHDL and FPGA	Terasic Incorporated.	2015
8	Mano M.M., Kime C.R., Martin T.	Logic and Computer Design Fundamentals	Pearson.	2015
9	Grout Ian	Digital Systems Design with FPGAs and CPLDs	Elsevier Ltd. Oxford.	2008
10	M. Morris Mano, Charles R. Kime	Podstawy projektowania układów logicznych i komputerów	WNT.	2007
11	Ashenden P. J.	The Designer's Guide to VHDL	Elsevier Ltd. Oxford.	2006
12	Wrona W.	VHDL język opisu i projektowania układów cyfrowych	Wyd. Prac. Kom. J. Skalmierskiego, Gliwice.	1998
13	Skahill K.	Język VHDL. Projektowanie programowalnych układów logicznych	WNT, Warszawa.	2001
14	Pasierbiński J., Zbysiński P.	Układy programowalne w praktyce	WKiŁ, Warszawa.	2002
15	Pasierbiński J., Zbysiński P.	Układy programowalne - pierwsze kroki	WKiŁ, W-wa.	2002
16	Zwoliński M.	Projektowanie układów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL	WKiŁ, Warszawa.	2007
17	Kalisz J. (red)	Język VHDL w praktyce	WKiŁ, Warszawa.	2002

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

.

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych		.
2	Internet	Noty aplikacyjne układów cyfrowych i podzespołów elektronicznych, dostępne na stronach WWW	strony WWW.
3	Czasopisma branżowe	Publikacje w czasopismach poświęconych tematyce przedmiotu	wydawnictwa techniczne.
4	Altera, Intel Terasic, Lattice, Xilinx	Witryny internetowe	.

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Wiedza i umiejętności z zakresu techniki mikroprocesorowej oraz konstrukcji i technologii urządzeń elektronicznych. Student jest wpisany na bieżący semestr studiów.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Rozumienie zasad funkcjonowania systemów cyfrowych , w tym mikroprocesorowych oraz budowania podstawowych struktur elektronicznych.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność wykorzystywania oprogramowania narzędziowego, projektowania układów cyfrowych, w tym mikroprocesorowych.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Zdolność do pracy indywidualnej i zespołowej. Umiejętność kreatywnego myślenia.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	opisuje podstawowe pojęcia z zakresu programowalnych struktur logicznych	wykład, laboratorium	test pisemny, odpowiedź ustna na pytania kontrolne	K_W03+++ K_W08+++ K_U01+	P7S_UU P7S_WG
02	potrafi tworzyć proste opisy sprzętowe dla programowalnych struktur logicznych	wykład, laboratorium	test pisemny, obserwacja umiejętności	K_W03+ K_W08+ K_U01+ K_K01++ K_K02++	P7S_KO P7S_UO P7S_UU P7S_WG
03	potrafi zaprojektować prosty system cyfrowy bazujący na programowalnej strukturze logicznej (z zestawem uruchomieniowym)	wykład, laboratorium	test pisemny, obserwacja umiejętności	K_W03++ K_W08++ K_U01+++ K_U12+++ K_K01+++ K_K02+++	P7S_KO P7S_UO P7S_UU P7S_UW P7S_WG
04	potrafi uruchamiać systemy z programowalnymi strukturami logicznymi	laboratorium	obserwacja umiejętności	K_W03+ K_W08+ K_U01+++ K_U12+++ K_K01+++ K_K02+++	P7S_KO P7S_UO P7S_UU P7S_UW P7S_WG
05	potrafi wykorzystywać narzędzia sprzętowe i programowe stosowane w tworzeniu systemów cyfrowych bazujących na programowalnych strukturach logicznych	laboratorium	obserwacja umiejętności	K_W03+ K_W08+ K_U01+++ K_U12+++ K_K02+++	P7S_KO P7S_UU P7S_UW P7S_WG
06	potrafi zrealizować praktyczną implementację systemu cyfrowego na bazie programowalnej struktury logicznej	laboratorium	obserwacja umiejętności	K_W03+ K_W08+ K_U01+++ K_U12+++ K_K01+++ K_K02+++	P7S_KO P7S_UO P7S_UU P7S_UW P7S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
1	TK01	Geneza, status i jego uwarunkowania, rodzaje, architektura, właściwości i zastosowania cyfrowych układów programowalnych (PLD: SPLD i CPLD, FPGA oraz PSoC). Pamięć konfiguracji, konfiguracja bloków logicznych. Bloki specjalizowane. Dystrybucja sygnałów zegarowych, metastabilność. Ogólna charakterystyka systemów projektowania układów.	W02	MEK01
1	TK02	Przegląd cyfrowych układów programowalnych z oferty wybranych producentów (m.in. Altera, Xilinx, Lattice).	W04	MEK01
1	TK03	Poziomy abstrakcji w opisie układów cyfrowych, języki opisu sprzętu - ogólna charakterystyka (VHDL, Verilog). Współbieżny i sekwencyjny opis układu, procesy kombinacyjne i sekwencyjne. Maszyny stanów, kodowanie, stany zabronione. Konstrukcje niesyntezowalne. Synteza bloków logicznych. Biblioteki i generatory komponentów. Synteza z ograniczeniami czasowymi i przestrzennymi. Atrybuty, sterowanie syntezą.	W04	MEK01 MEK02 MEK03
1	TK04	Język VHDL i jego zastosowanie w syntezie układów programowalnych - modelowanie układów kombinacyjnych i sekwencyjnych o różnym stopniu złożoności.	W08	MEK01 MEK02 MEK03
1	TK05	Symulacja czasowa i funkcjonalna. Optymalizacja czasowa. Biblioteka systemowa. Ścieżki projektowania.	W02	MEK01 MEK02 MEK03
1	TK06	Oprogramowanie do syntezy i implementacji układów. Charakterystyka wybranych systemów projektowania (Active-HDL, Quartus II): specyfikacja układu, kompilacja i możliwości sterowania nią, weryfikacja i programowanie (metody konfiguracji układów, interfejsy).	W06	MEK01 MEK02 MEK03
1	TK07	Technologia programowania w systemie, testowanie systemów cyfrowych. Programowanie i testowanie w standardzie JTAG: architektura ścieżki krawędziowej, budowa komórki BSC, architektura układów BSC.	W02	MEK01 MEK04
1	TK08	Integracja sprzętu i oprogramowania. Procesory w układach programowalnych. Układy typu Structured ASIC.	W02	MEK01
1	TK09	Oprogramowanie narzędziowe - środowisko projektowe	L02	MEK01 MEK02 MEK04 MEK05
1	TK10	Projektowanie w systemie Quartus II - wprowadzenie (implementacja gotowego projektu).	L06	MEK01 MEK02 MEK04 MEK05
1	TK11	Implementacja prostego układu cyfrowego w strukturze CPLD (np. podwójny licznik).	L04	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
1	TK12	Implementacja złożonego układu cyfrowego w strukturze FPGA (np. licznik rewersyjny)	L06	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
1	TK13	Implementacja prostej maszyny stanów (np. układ wykrywania sekwencji).	L02	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
1	TK14	Implementacja złożonej maszyny stanów (np. automat do gry).	L06	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
1	TK15	Zaliczenie wiadomości z projektu i ćwiczeń laboratoryjnych	L04	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 1)	Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 1)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 1)	Przygotowanie do konsultacji: 4.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 1)	Przygotowanie do zaliczenia: 16.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem. Zaliczenie ustne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	5 minutowe kolokwia na każdym wykładzie. 5,0 >=90% poprawnych odpowiedzi; 4,5 >=80% i <90% poprawnych odpowiedzi; 4,0 >=70% i <80% poprawnych odpowiedzi; 3,5 >=60% i <70% poprawnych odpowiedzi; 3,0 w przypadku >=50% i <60% poprawnych odpowiedzi.
Laboratorium	Dwa kolokwia na stanowisku komputerowym + aktywność na zajęciach. Średnia z uzyskanych ocen.
Ocena końcowa	Ocena końcowa wyznaczana jest jako średnia ważona na podstawie ocen z poszczególnych form zajęć: ocena z laboratorium z wagą 0,5; ocena z wykładu z wagą 0,5. Dla studentów, którzy nie uzyskali pozytywnej oceny końcowej jest przeprowadzane zaliczenie na stanowisku laboratoryjnym.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : tak

Dostępne materiały : Karty informacyjne systemów cyfrowych opracowane na potrzeby przedmiotowego laboratorium; udostępniane przez prowadzącego zajęcia; inne materiały drukowane.

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	P. Jankowski-Mihułowicz; K. Kamuda; G. Laskowski; B. Pawłowicz; M. Skoczylas; M. Węglarski	Identification Efficiency in Dynamic UHF RFID Anticollision Systems with Textile Electronic Tags	2023
2	P. Jankowski-Mihułowicz; K. Kamuda; P. Pyt; K. Skrobacz; M. Węglarski	Empowering Accessibility: BLE Beacon-Based IoT Localization	2023
3	P. Jankowski-Mihułowicz; K. Karpiński; P. Pyt; K. Skrobacz; M. Węglarski	UHF Textronic RFID Transponder with Bead-Shaped Microelectronic Module	2023
4	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Kołcz; B. Pawłowicz; M. Węglarski	Identification Efficiency in RFIDtex Enabled Washing Machine	2023
5	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Nizioł; M. Węglarski	The Influence of the Washing Process on the Impedance of Textronic Radio Frequency Identification Transponder Antennas	2023
6	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Węglarski; B. Wilczkiewicz	Test Platform for Developing Processes of Autonomous Identification in RFID Systems with Proximity-Range Read/Write Devices	2023
7	P. Jankowski-Mihułowicz; P. Pyt; M. Węglarski	Bluetooth Low Energy Beacon Powered by the Temperature Difference	2023
8	P. Jankowski-Mihułowicz; P. Pyt; M. Węglarski; A. Ziobro	Investigation of Factors Affecting the Performance of Textronic UHF RFID Transponders	2023
9	M. Chamera; C. Ciejka; P. Jankowski-Mihułowicz; K. Kamuda; W. Lichoń; G. Pitera; P. Pyt; M. Węglarski	RFID Sensors for Monitoring Glazing Units Integrating Photovoltaic Modules	2022
10	M. Chamera; P. Jankowski-Mihułowicz; G. Laskowski; M. Węglarski; B. Wilczkiewicz	The Influence of Textile Substrates on the Performance of Textronic RFID Transponders	2022
11	M. Chamera; C. Ciejka; P. Jankowski-Mihułowicz; W. Lichoń; P. Pyt; M. Węglarski	Synthesis of Antennas for Active Glazing Unit with Photovoltaic Modules	2021
12	M. Chamera; P. Jankowski-Mihułowicz; P. Pyt; M. Węglarski	Textronic UHF RFID Transponder	2021
13	P. Jankowski-Mihułowicz; P. Pyt; M. Węglarski	Aktywna podłoga oraz spersonalizowany system sterowania wykorzystujący aktywną podłogę	2021
14	P. Jankowski-Mihułowicz; P. Pyt; M. Węglarski	Beacons powered by peltier modules, using heat loss from industrial objects	2021
15	M. Chamera; J. Dziedzic; P. Jankowski-Mihułowicz; P. Kwaśnicki; M. Węglarski	Designing Antennas for RFID Sensors in Monitoring Parameters of Photovoltaic Panels	2020
16	M. Chamera; P. Jankowski-Mihułowicz; P. Pyt; M. Węglarski	Układ i sposób elektronicznego monitorowania procesu tankowania paliwa z wykorzystaniem techniki RFID	2020
17	M. Dorczyński; P. Jankowski-Mihułowicz; D. Jurków; G. Pitera; M. Węglarski	LTCC Flow Sensor with RFID Interface	2020
18	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Węglarski	Badania parametrów identyfikatorów RFID pasma HF lokowanych w otoczeniu obiektów metalowych wybranych układów użytkowych	2020
19	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Węglarski	Prace B+R w zakresie implementacji systemów radiowej identyfikacji obiektów RFID z uwzględnieniem aplikacji IoT	2020
20	M. Chamera; P. Jankowski-Mihułowicz; K. Kamuda; W. Lichoń; G. Pitera; P. Pyt; T. Wałach; M. Węglarski	Uwarunkowania syntezy zintegrowanego z obiektem, autonomicznego, półpasywnego identyfikatora - czujnika RFID, przeznaczonego do wykorzystywania w systemie obejmującym proces produkcji, dystrybucji, instalacji, eksploatacji, serwisu/konserwacji i utylizacji paneli fotowoltaicznych	2019
21	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Węglarski	Badania dopasowania układów antenowych systemów NFC oraz BT funkcjonujących w licznikach form wtryskowych	2019
22	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Węglarski	Badania wybranych parametrów identyfikatorów radiowych systemu antykradzieżowego 8,2 MHz	2019
23	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Węglarski	Factors affecting the synthesis of autonomous sensors with RFID interface	2019
24	P. Jankowski-Mihułowicz; M. Węglarski	Tekstroniczny identyfikator RFID	2019
25	P. Jankowski-Mihułowicz; W. Lichoń; M. Pilarz; M. Węglarski	Efficiency Problem of FMCG Identification in HF RFID System with Multiplexed Antennas for Commercial Refrigerator	2019
26	P. Jankowski-Mihułowicz; W. Lichoń; M. Węglarski	A Procedure for Validating Impedance Parameters of HF/UHF RFID Transponder Antennas	2019