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;
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.
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.
