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VHDL - Introduction

Origines, usages et place du VHDL dans le flot FPGA.

VHDL - Architecture d'un fichier

Entité, architecture, librairies et ports d'un module VHDL.

VHDL - Combinatoire et séquentiel

Différencier la logique sans mémoire (combinatoire) et la logique synchronisée par horloge (séquentielle).

VHDL - Types de données

std_logic, std_logic_vector, integer, unsigned, signed et conversions.

VHDL - Opérateurs

Logiques, arithmétiques, comparaison, concaténation et priorités.

VHDL - Signaux, variables et constantes

Différences entre signal, variable et constante : portée, mise à jour, synthèse.

VHDL - Bonnes pratiques

Conventions de nommage, organisation du code et pièges classiques.

VHDL - Le bloc process

Liste de sensibilité, séquentiel vs combinatoire, latches, process(all).

VHDL - Multiplexeurs

Trois écritures classiques d'un MUX et leurs implications de synthèse.

VHDL - Outils : Vivado, Quartus, GHDL

Choix d'outil de synthèse et de simulation selon la cible.

VHDL - Composants et instanciation

Décrire un design hiérarchique : déclaration, instanciation, port map.

VHDL - Testbenches

Structure d'un testbench, génération d'horloge, stimuli, assertions.

VHDL - Machines à états (FSM)

Moore vs Mealy, encodage d'état, style à un ou deux process.

VHDL - Notions avancées

Generate, attributs, génériques avancés, packages, génération conditionnelle.

7 questions

FPGA

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FPGA

FPGA - Architecture interne

LUT, bascules, BRAM, DSP, interconnexions et I/O.

FPGA - Du code VHDL au hardware

Synthèse, mapping, placement, routage et bitstream.

FPGA - Block design et IPs

Assemblage visuel d'IPs, encapsulation VHDL, intégration SoC.

FPGA - Pipelining

Latence, débit, chemin critique, registres et vérification temporelle.

FPGA - Analyse statique de timing (STA)

Setup, hold, slack, chemin critique, contraintes de timing.

FPGA - SoC Zynq (PS + PL)

Architecture Zynq, communication PS-PL via AXI, design embarqué.

FPGA - Conversion ADC/DAC

SAR ADC, DAC R-2R, comparateur et séquencement numérique.

Électronique numérique

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Électronique numérique - Portes logiques

AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR et leurs tables de vérité.

Électronique numérique - Algèbre de Boole

Identités, théorèmes, simplification d'expressions logiques.

Électronique numérique - Logique séquentielle

Bascules D, registres, compteurs, métastabilité.

Électronique numérique - Codes binaires

Codes pondérés, Gray, Excess-3, parité et Hamming.

6 questions

Électronique numérique - Karnaugh et formes canoniques

Minterms, maxterms, adjacence Gray et simplification logique.

Intermédiaire

Électronique numérique - Registres et compteurs

Registres PISO/SIPO, compteurs synchrones, modulo et signaux de fin de cycle.

Intermédiaire

Électronique numérique - Détection et correction d’erreurs

Parité, syndrome, Hamming et limites de correction.

Protocoles

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Protocoles

Protocoles - UART

Liaison série asynchrone : start bit, data, parité, stop, baudrate.

Protocoles - SPI

Bus série synchrone : MOSI, MISO, SCLK, CS, modes 0-3.

Protocoles - I2C

Bus série bifilaire à drains ouverts, adressage 7 bits, ACK, démarrage et arrêt.

Protocoles - Wishbone

Bus open-source pour SoC : maître/esclave, cycles, handshake.

Protocoles - Avalon

Famille de bus Intel/Altera : Avalon-MM, Avalon-ST.

Protocoles - AXI4 (full)

Bus mémoire-mappé ARM AMBA : 5 canaux, bursts, IDs, handshake VALID/READY.

Protocoles - AXI4-Lite

Variante simplifiée d'AXI : transactions mot à mot, pas de burst, idéale pour les registres.

Protocoles - AXI4-Stream

Variante streaming d'AXI : un seul canal, pas d'adresse, pour DSP / vidéo.

6 questions