MÓDULO DE FORMACIÓN 1. INTRODUCCIÓN A FPGAS Y LENGUAJES DE DESARROLLO
• Revisión de Conceptos Básicos de Electrónica
- Introducción a los principios de electrónica
- Repaso de componentes electrónicos esenciales (resistores, transistores, etc.)
- Circuitos eléctricos y su comportamiento
- Fundamentos de la teoría de señales.
• Conocimiento de los fundamentos de Programación y Lógica Digital.
- Conceptos básicos de programación
• Variables
• Bucles
• Condicionales
- Introducción a la lógica digital y álgebra de Boole
- Puertas lógicas y su utilización en circuitos digitales
- Diseño de circuitos combinacionales y secuenciales
• Introducción a Sistemas Embebidos.
- Definición y características de sistemas embebidos
- Microcontroladores y microprocesadores
- Programación de sistemas embebidos
• Conocimiento de los fundamentos de FPGAs. Arquitectura y
Funcionamiento.
- Arquitectura interna de las FPGAs
- Proceso de configuración y funcionamiento de las FPGAs
- Comparación con otros dispositivos lógicos programables
• Introducción a VHDL. Sintaxis y Conceptos Básicos.
- Presentación del lenguaje de descripción de hardware VHDL
- Sintaxis básica de VHDL
- Modelado de entidades y arquitecturas en VHDL
- Tipos de datos y estructuras de control en VHDL
• Realización de Diseño de Módulos en VHDL. Combinacionales y
Secuenciales.
- Diseño de circuitos combinacionales en VHDL
- Desarrollo de circuitos secuenciales en VHDL
- Simulación y verificación de diseños VHDL
• Introducción a Verilog. Sintaxis y Estructura del Lenguaje.
- Presentación del lenguaje de descripción de hardware Verilog
- Sintaxis y estructura básica de Verilog
- Modelado de módulos y comportamientos en Verilog
- Similitudes y diferencias entre VHDL y Verilog
• Realización de Diseño de Circuitos en Verilog. Combinacionales y
Secuenciales.
- Diseño y desarrollo de circuitos combinacionales en Verilog
- Desarrollo de circuitos secuenciales en Verilog
- Simulación y verificación de diseños Verilog
• Desarrollo de Simulaciones y Verificación de Diseños en VHDL y Verilog.
- Uso de herramientas de simulación
• ModelSim
- Simulación de diseños en VHDL y Verilog
- Métodos de verificación y pruebas de diseño
- Depuración de errores y problemas en simulaciones
MÓDULO DE FORMACIÓN 2. IMPLEMENTACIÓN DE PROYECTOS EN FPGAS
• Introducción al Flujo de Diseño en FPGAs..
- Visión general del flujo de diseño en FPGAs
- Pasos y etapas clave en el flujo de diseño
- Rol de las herramientas de diseño en el proceso
- Planificación y gestión de proyectos de diseño
• Aplicación de Síntesis Lógica
- Concepto de síntesis lógica y su importancia
- Herramientas de síntesis y su configuración
- Generación de netlists y descripciones de hardware sintetizado
- Optimización de código para la síntesis lógica
• Realización de Mapeo a Dispositivo
- Mapeo del diseño sintetizado en un dispositivo FPGA específico
- Herramientas de mapeo y configuración
- Consideraciones de asignación de recursos y temporización
• Uso del Enrutamiento
- Enrutamiento de señales en un FPGA
- Herramientas de enrutamiento y su configuración
- Optimización de rutas de conexión y minimización de retardo
• Verificación y Simulación
- Métodos y estrategias de verificación
- Simulación funcional y temporal del diseño
- Depuración de errores y problemas de diseño
• Optimización de Recursos y Rendimiento Estratégico
- Estrategias para optimizar el uso de recursos en FPGAs
- Reducción de área y consumo de energía
- Mejora del rendimiento a través de técnicas de paralelismo
• Conocimiento de Pipelining
- Fundamentos de pipelining y su utilidad
- Diseño e implementación de tuberías en hardware
- Optimización del rendimiento mediante el uso de pipelining
• Aplicación de Paralelismo
- Exploración de técnicas de diseño paralelo en FPGAs
- Diseño de hardware concurrente y paralelo
- Paralelismo a nivel de instrucción y de datos
Configuración y Carga de Firmware en FPGAs.
- Proceso de configuración de FPGAs
- Herramientas de configuración y su funcionamiento
- Métodos de carga de firmware en FPGAs
- Configuración persistente desde memoria flash
• Utilización de Herramientas de Configuración
- Descripción de herramientas de configuración disponibles
- Configuración de opciones y parámetros de carga
- Verificación y validación de la configuración
• Aplicación de Métodos de Carga
- Métodos de carga de firmware desde diferentes fuentes
• USB
• Ethernet
- Configuración remota y actualización de firmware
- Implementación de rutinas de carga personalizadas
- Consideraciones de seguridad en la carga de firmware
• Configuración desde Flash
- Ventajas y desafíos de la configuración desde flash
- Diseño de circuitos de arranque (BootROM)
• Conocimiento de BootROM
- Función y utilidad de una memoria de arranque (BootROM)
- Diseño e implementación de una BootROM personalizada
- Configuración y carga de código de arranque en la BootROM
• Solución de Problemas y Depuración en la Implementación
- Identificación de Errores
• Identificación y resolución de errores comunes en proyectos de FPGAs
• Realización de análisis de resultados y optimización del diseño
- Uso de Herramientas de Depuración
• Depuración de problemas de lógica y temporización
• Visualización de señales y registros internos
• Registro de trazas de ejecución y eventos relevantes
- Depuración de Problemas de Temporización
• Identificación y resolución de problemas de temporización
• Análisis de rutas de temporización críticas
• Ajuste de restricciones de temporización
• Estrategias para mejorar el rendimiento
• Análisis de Resultados
- Proceso de análisis de resultados en proyectos FPGA
- Evaluación de métricas de rendimiento y recursos utilizados
- Comparación de resultados con objetivos de diseño
- Documentación de hallazgos y conclusiones