An active methodology for teaching electronic systems design

Dept. de Ingeneiria Electronica, Univ. Politecnica de Valencia
IEEE Transactions on Education (Impact Factor: 0.95). 08/2006; 49(3):355-359. DOI: 10.1109/TE.2006.879247
Source: IEEE Xplore

ABSTRACT The study of programmable logic devices (PLDs) is one of the more accessible branches of microelectronics, given the conceptual simplicity and relative ease with which implementation resources can be found that enable fairly large projects to be undertaken. The Circuit and Electronic Systems Design course-offered as part of the telecommunication engineering study plan at the Polytechnic University of Valencia, Valencia, Spain-teaches digital design methods based on PLDs. This subject implies an understanding of structures and resources and design methods based on hardware description languages (HDLs). Given the broad and essentially practical nature of the course, it was decided to develop new resources to aid active classroom teaching. These resources include material for self-teaching so that the student can acquire practical design skills when working away from the classroom. A procedure has been designed for student evaluation that is based on moderately difficult practical designs that have been developed using design tools and logical synthesis. This methodology provides added motivation for students as they find themselves tackling real problems associated with digital design. Evaluation is structured around three methods: completely specified designs, partially specified designs, and hardware-oriented physical implementation

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    ABSTRACT: In the past few years, laboratory exercises for our Digital Systems course were typically self contained. The lack of integration prevented students from fully realizing a complete digital system during the course of the class. The simple traffic light controller design project was introduced to alleviate this shortcoming and to ensure students gain experience in solving implementation and interfacing problems of a modern digital system. Students implement a fully functional traffic signal controller for a four-way intersection. The intersection is complete with sensors to detect the presence of vehicles waiting at or approaching the intersection. The project incorporates many concepts and components that are discussed in detail throughout the course. These include FPGAs, VHDL for modeling and synthesis, finite state machines, embedded microprocessors, memory interfaces, serial communication, and signal synchronization. A bottom-up with a partially specified design methodology is used to encourage students to use their breadth of knowledge and creativity. By the end of the project, students will have gained a better understanding of digital system design methodologies through hands-on experience.
    IEEE SoutheastCon 2010 (SoutheastCon), Proceedings of the; 01/2010
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    ABSTRACT: Este artículo describe las experiencias de los autores en el uso de los "system- on-a-programmable-chip (SoPC)" para la realización y dirección de proyectos final de carrera de los estudiantes de Ingeniería de Telecomunicación. Los alumnos de la Escuela de Telecomunicación reciben una formación en sistemas digitales en la que se desarrollan conceptos de diseño basado en microprocesadores, microcontroladores y procesadores digitales (DSPs), diseño digital con "fiel-programmable-gate-array (FPGAs)" mediante lenguajes de descripción hardware (HDLs) y programación en ensamblador y C/C++. Como proyecto de finalización de los estudios, todos estos conocimientos pueden ponerse conjuntamente en práctica en la realización de un diseño de un SoPC utilizando FPGAs. Los estudiantes deben conjuntar todo lo aprendido y enfrentarse a un nuevo reto en el que se tiene un flujo de diseño nuevo con una nueva herramienta. ¿Serán los alumnos capaces de realizar el diseño propuesto utilizando un SoPC, con los conocimientos actuales? ¿Cuan bueno será el diseño realizado? ¿Por qué no utilizar un SoPC como plataforma única de aprendizaje de sistemas basados en microprocesadores y de diseño mediante FPGAs con HDLs?
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    ABSTRACT: Resumen— Este artículo presenta la implementación de ejemplos de prácticas de laboratorio relacionadas con el área de procesamiento de imágenes utilizando procesadores embebidos en FPGA (Field Programmable Gate Array). Con la implementación de estos ejemplos, el alumno aprenderá a realizar diseños con el enfoque hardware/software e incrementará sus habilidades como ingeniero, al integrar sus conocimientos en electrónica digital sobre procesadores embebidos en arquitecturas reconfigurables, y de informática, al programar los algoritmos en C/C++. Los algoritmos propuestos en estos ejemplos de laboratorio para el procesamiento de las imágenes se ejecutan en el microcontrolador embebido Microblaze de Xilinx.


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