R$ 599,00
ou em até 6x R$ 99,83

Carga horária: 16h

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Curso: Introdução à design de hardware reconfigurável em FPGA

Amanda Costa Martinez, Zoé Magalhães

R$ 599,00
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Sobre o curso

  • Professores: Amanda Martinez e Zoé Magalhães
  • Carga horária: 16 h
    • 8 h de aula que foram realizadas ao vivo no formato online
    • 8 h de atividades assíncronas, que devem ser realizados pelos alunos como atividade complementar
  • Acompanhamento e suporte às dúvidas por canal exclusivo para a turma através do fórum.

Observações:

*As aulas ao vivo foram via Google Meet e ficaram gravadas. Os alunos terão acesso à gravação durante o período de acesso ao curso, além de video de instalação do ambiente Vivado.

*Sistema operacional Windows - Será utilizado o ambiente XILINX Vivado 2021.2 (informações sobre instalação do Vivado será disponibilizado 5 dias antes do curso). Não será necessário hardware adicional. 

Objetivos

Objetivos do Curso:

Este é um treinamento essencial para iniciar o desenvolvimento com FPGA no ambiente Xilinx utilizando VHDL. O objetivo deste curso é fornecer aos participantes conhecimento sobre hardware reconfigurável, com foco no uso de FPGAs da XILINX e linguagem VHDL. O curso abordará as ferramentas e técnicas para iniciar o desenvolvimento de sistemas digitais em FPGAs. Os participantes aprenderão sobre os conceitos fundamentais de hardware reconfigurável, explorando as características e aplicações dos FPGAs. Eles também terão uma introdução à linguagem VHDL e como utilizá-la para criar circuitos digitais em FPGAs. Ao final do curso, os participantes estarão preparados para iniciar projetos práticos de desenvolvimento de sistemas em FPGAs, com compreensão das ferramentas e técnicas básicas para esse tipo de projeto.

1. Compreender os conceitos fundamentais de hardware reconfigurável e FPGAs.

2. Familiarizar-se com as ferramentas da XILINX para o design de RTL (Register Transfer Level) para FPGAs usando a linguagem VHDL.

3. Familiarizar-se com os princípios e técnicas para a criação de circuitos digitais básicos em VHDL.

4. Familiarizar-se com a ferramenta de simulação e entender como funciona um testbench.

5. Noções de implementação de lógicas sequenciais e combinacionais em FPGAs, utilizando a linguagem VHDL. Serão apresentados exemplos de como implementar os modelos de circuito em VHDL.

6. Estimular o interesse pelos avanços tecnológicos na área de hardware reconfigurável e FPGAs, bem como fornecer uma base sólida para futuros estudos e pesquisas nesse campo.

Ao Final do Curso, o Aluno deverá ser capaz de:

  • Utilizar as ferramentas da XILINX para design de RTL para FPGA utilizando VHDL;
  • Descrever hardware em VHDL;
  • Utilizar o ambiente de simulação no Vivado para realizar testbenches;

Por que Vale a Pena Fazer este Treinamento se Você Trabalha com Sistemas Eletrônicos

Este curso é uma oportunidade valiosa para profissionais que atuam na área de sistemas eletrônicos, especialmente aqueles que desejam ampliar suas habilidades no desenvolvimento de hardware reconfigurável. Abaixo estão alguns dos principais benefícios de participar deste treinamento:

  1. Domínio de Hardware Reconfigurável e FPGAs: O curso oferece uma compreensão profunda dos conceitos fundamentais de hardware reconfigurável e FPGAs, o que é crucial para projetar sistemas eletrônicos modernos que demandam flexibilidade e eficiência.

  2. Habilidade em Ferramentas Xilinx: Ao se familiarizar com as ferramentas da Xilinx, você estará capacitado a realizar design em RTL (Register Transfer Level) utilizando VHDL, uma habilidade altamente valorizada no mercado. Isso permite a criação de projetos complexos e customizáveis em FPGAs, que são amplamente utilizados em diversas indústrias.

  3. Capacitação em VHDL: Aprender a linguagem VHDL é essencial para quem deseja criar circuitos digitais robustos. Este curso fornece as bases para que você possa implementar tanto lógicas sequenciais quanto combinacionais, o que é fundamental para o desenvolvimento de sistemas eletrônicos eficientes.

  4. Simulação e Testbench: A prática com ferramentas de simulação e a compreensão de como construir um testbench são competências críticas para validar e testar circuitos digitais antes de sua implementação final. Isso reduz erros e otimiza o tempo de desenvolvimento.

  5. Preparação para Projetos Práticos: Ao final do curso, você estará preparado para iniciar projetos práticos, aplicando as técnicas e conhecimentos adquiridos. Isso permite que você comece a trabalhar diretamente em projetos reais, aumentando sua produtividade e contribuindo efetivamente para sua equipe ou empresa.

  6. Estímulo ao Interesse por Inovações: O curso também busca estimular o interesse por avanços tecnológicos na área de FPGAs e hardware reconfigurável, incentivando o contínuo desenvolvimento profissional e o engajamento em estudos e pesquisas futuras. Isso é particularmente importante para se manter atualizado em um campo em constante evolução.

Se você trabalha com sistemas eletrônicos e deseja expandir suas habilidades para incluir o desenvolvimento de hardware reconfigurável, este curso é essencial. Ele não só fornece o conhecimento necessário para utilizar FPGAs e VHDL, mas também o capacita a aplicar esses conhecimentos em projetos práticos, melhorando sua competitividade e relevância no mercado de trabalho.

Público Alvo

  • Desenvolvedores de sistemas embarcados, profissionais da área de IoT, estudantes de engenharias, estudantes de cursos técnicos e todos interessados em aprender sobre hardware reconfigurável.
  • Desenvolvedores de Software, Profissionais de T.I, Analistas de Sistemas, Programadores,  Engenheiros de Software, Engenheiros de Hardware e Profissionais de IoT.
  • Interessados em hardware e desejam iniciar em design com FPGA.

Pré-requisitos mínimos

  • Fundamentos de Eletrônica Digital e Lógica de programação.

Referências Bibliográficas

  • Sistemas Digitais Reconfiguráveis - FPGA e VHDL - Eduardo Cruz, Domingos Adriano, Enzo Gaudino, Salomão Júnior.
  • Eletrônica Digital Moderna e VHDL. Volnei Pedroni. 2010.
  • The VHDL Cookbook. Peter J. Ashenden. 1991.
  • The Designer’s Guide to VHDL - Peter J. Ashenden. 2008.
  • Sistemas Digitais - Ronald Tocci

Ementa

APRESENTAÇÃO DA TECNOLOGIA

 
  • O que é FPGA? 
  • Como funciona? 
  • Qual aplicação indicada? 
  • Qual o mercado?
  • Como desenvolver para FPGA?

LINGUAGEM DESCRIÇÃO DE HARDWARE 

 
  • Definição de linguagem de descrição de hardware
  • Diferença em relação à linguagem de programação

OVERVIEW DO DESENVOLVIMENTO COM VIVADO

 
  • Modelagem - Formulação proposta de hardware
  • Codificação - Documentação em linguagem de descrição de hardware
  • Simulação - Testbench para validação comportamental
  • Síntese - Deriva da descrição um circuito correspondente (netlist, gates e outros componentes lógicos)
  • Implementação - Alocação e mapeamento dos recursos de FPGA que implementam o circuito sintetizado
  • Geração do bitstream - objeto de configuração da FPGA
  • Programação/Configuração do hardware
  • Depuração em hardware

LABORATÓRIO 1 - Descrição de hardware

 
  • Atualização síncrona de leds para exibir resultado de operações lógicas com o status dos switches. 

 

  LABORATÓRIO 2 - Testbench em simulação   Simulação do hardware descrito no Laboratório 1

 

  LABORATÓRIO 3 - Implementação e gravação   

  • Simulação do hardware descrito no Laboratório 1

APRESENTAÇÃO DA TECNOLOGIA 

 

  • Arquitetura xilinx
  • Aplicações indicadas

LABORATÓRIO 4 - Análise de reports               Observação dos reports de utilização do projeto do Laboratório 1. 

LABORATÓRIO 5 - DESCRIÇÃO DE UMA ENTIDADE EM VHDL

  • Declaração das portas 
  • Tipos padrões e sinais 
  • Processos e variáveis
  • Condicionais
  • Laço Paralelo
  • Laço Sequencial
  • Constantes

LABORATÓRIO 6 - INTEGRAÇÃO DE COMPONENTES

 
  • Declaração e instância de componentes
  • Conexão entre componentes
  • Variantes de um mesmo componentes

Material complementar

  • Instância condicional 
  • Múltiplas instância em laço 

LABORATÓRIO 7 - TOPOLOGIAS DE CIRCUITOS 

 
  • Máquina de estado 
  • Pipeline 
  • Cadeia 

 ALGUNS RECURSOS DISPONÍVEIS     

  • DSP: 
    • Circuito para operações aritméticas com baixo delay de propagação
    • Usa os slices de DSP, um recurso limitado. 
  • BRAM
    • Bloco de memória para armazenar volumes maiores de memória
    • Economiza parte lógica
    • Latência de acesso 
    • Recurso escasso

LABORATÓRIO 5 - Instanciação de IP      

  • FIFO

Sobre os instrutores

Amanda Costa Martinez

Amanda Costa Martinez recebeu o título de Bacharel em Engenharia Eletrônica pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná em 2016, o título de Mestra em Engenharia Biomédica pela Universidade Estadual de Campinas em 2019 e atualmente é aluna de doutorado em Engenharia Biomédica pela Universidade Estadual de Campinas. Trabalha como Engenheira de FPGA no Instituto de Pesquisas Eldorado.

Zoé Magalhães

Zoé Magalhães é um desenvolvedor de software que trabalha na empresa V2COM como membro da equipe de desenvolvimento de software embarcado. Estudou na Universidade de Brasília, onde graduou-se em engenharia eletrônica e obteve o título de mestre em sistemas mecatrônicos.

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