آموزش رایگان طراحی کامپیوتری سیستمهای دیجیتال
درس طراحی کامپیوتری سیستمهای دیجیتال یکی از دروس اصلی رشته مهندسی کامپیوتر در مقطع کارشناسی است که به علاقه‌مندان طراحی سخت‌افزار این قابلیت را می‌دهد تا بتوانند مدارهای پیچیده را به کمک یک زبان توصیف ...
مهدی امینیان
محتوای دوره
پیش‌نیاز‌ها
درباره دوره
درس طراحی کامپیوتری سیستمهای دیجیتال یکی از دروس اصلی رشته مهندسی کامپیوتر در مقطع کارشناسی است که به علاقه‌مندان طراحی سخت‌افزار این قابلیت را می‌دهد تا بتوانند مدارهای پیچیده را به کمک یک زبان توصیف سخت‌افزار ایجاد و شبیه‌سازی کنند. سپس آن‌ها را به کمک ابزارهای سنتز تبدیل به مدارهای قابل پیاده‌سازی روی بسترهای سخت‌افزاری همچون FPGA (Field Programmable Gate Array) و یا ASIC (Application Specific Integrated Circuits) کنند.
امروزه FPGA (آرایه منطقی برنامه‌پذیر) به‌عنوان سخت‌افزارهای قابل برنامه‌ریزی به‌سرعت در‌حال رشد هست و حتی امکان ایجاد یک سیستم کامل کامپیوتری روی یک تراشه (SoC – System on a Chip) را فراهم می‌کنند، که شامل پردازنده‌ها، حافظه‌ها، ماژول‌های ورودی/خروجی، عناصر محاسباتی، و از همه مهم‌تر عناصر سخت‌افزاری قابل برنامه‌ریزی هستند. از این رو تمرکز این درس نیز روی آشنایی با این تراشه‌ها و نحوه توصیف سخت‌افزارها برای پیاده‌سازی روی آن است.
این درس با مقدمات مربوط به ایجاد کامپیوترها و تراشه‌های اولیه شروع می‌شود، سپس به معرفی روش‌های مرسوم پیاده‌سازی مدارهای دیجیتال می‌پردازد. بعد از آشنایی کلی با روش‌های متفاوت پیاده‌سازی روی تراشه‌ها، تمرکز روی تراشه‌های با قابلیت برنامه‌ریزی (PLD در حالت کلی و FPGA در حالت خاص و کاربردی) قرار می‌گیرد و نحوه ایجاد این قابلیت روی سخت‌افزار، با وجود انتظار عدم تغییر آن‌ها، توضیح داده می‌شود.
توصیف سخت‌افزار به کمک یک زبان بهینه شده برای این کار به طراحان این امکان را می‌دهد که به سادگی سیستم مورد‌نظر را توصیف و پیاده‌سازی کنند. بعد از آشنایی با FPGA، نیاز است که روش‌های توصیف سیستمهای دیجیتال با قابلیت پیاده‌سازی روی این تراشه‌ها به‌طور کامل توضیح داده شود. درنتیجه، با انتخاب زبان VHDL، قسمت عمده این درس به نحوه توصیف مدارها به کمک این زبان اختصاص داده شده‌است. با معرفی دستورات پایه زبان VHDL امکان توصیف مدارهای منطقی ساده فراهم می‌شود و به مرور با معرفی دستورات شرطی و حلقه و سپس نحوه توصیف عناصر حافظه همگام با کلاک، نحوه توصیف سیستمهای ترکیبی و ترتیبی توضیح داده می‌شود.
سپس، آشنایی با ماشین‌های حالت و نحوه پیاده‌سازی آن‌ها این امکان را به طراحان می‌دهد که سیستمهای دیجیتال را به‌صورت ساخت‌یافته و منظم‌تر ایجاد و کنترل کنند. با ترکیب ماشین حالت و بخش‌های پردازش داده و آشنایی با متد طراحی FSMD (طراحی بخش‌های داده و کنترلی) توانایی توصیف سیستمهای بزرگتر را ایجاد می‌کند. با اضافه کردن حافظه‌ها به سیستم (در صورت نیاز)، یک سیستم کامل سخت‌افزاری توصیف می‌شود. در‌نهایت به کمک سنتز کدهای توصیف شده، امکان برنامه‌ریزی FPGA برای انجام کار خواسته شده فراهم می‌شود.
از پیش‌نیازهای مهم این درس آشنایی کامل با مدار منطقی و همچنین معماری کامپیوتر است. برای همین پیشنهاد می‌شود. حتما مباحث درس مدارهای منطقی مرور شود تا درک مفاهیم پایه این درس ساده‌تر شود.
اطلاعات بیشتر
امتیاز و نظرات کاربران
از مجموع 17 امتیاز
7 نظر
نظرات بیشتر
دوره‌های پیشنهادی
درباره استاد
مهدی امینیان
دکتر مهدی امینیان، تحصیل آکادمیک خود را در سال ۸۱ در رشته مهندسی کامپیوتر از دانشگاه امیرکبیر آغاز کرد و در سال ۸۵ با گرایش سخت‌افزار به پایان رساند. در سال ۸۵ در همان دانشگاه به‌عنوان استعداد درخشان برای کارشناسی‌ارشد مهندسی کامپیوتر با گرایش معماری کامپیوتر پذیرفته شد و تمرکز خود را روی مباحث دیجیتال همانند الکترونیک دیجیتال، VLSI، طراحی مدارهای دیجیتال و سپس روی مدارهای کوانتومی قرار داد و در سال ۸۷ مدرک کارشناسی ارشد خود را با پایاننامه ای در زمینه همانندسازی مدارهای کوانتومی اخذ کرد.
سپس، در اواسط سال ۸۸ برای ادامه تحصیل در مقطع دکترا به دانشگاه پلیتکنیک فدرال لوزان سوییس (EPFL) رفت و در دانشکده برق و گروه معماری پیشرفته کوانتومی پذیرفته شد. در انتهای سال ۲۰۱۴ (آذر ۱۳۹۳) توانست تز دکترای خود را در زمینه طراحی و ساخت تشخیص‌دهنده‌های نوری حساس به امواج مادون قرمز براساس مواد سیلیکونی و ژرمانیومی برای کار در دماهای فوق پایین به پایان برساند و مدرک دکترای خود را از یکی از بهترین دانشگاه‌های اروپا و جهان اخذ کند.
دکتر مهدی امینیان از سال ۹۴ به‌عنوان عضو هیئت علمی مهندسی کامپیوتر دانشگاه گیلان مشغول به فعالیت است.
اطلاعات بیشتر
سوالات پرتکرار
سوالات پرتکرار
سوالات پرتکرار
سازمان‌ها
مکتب خونه، آکادمی آنلاین تخصص‌ها
مکتب خونه بزرگ‌ترین پلتفرم آموزش مجازی در ایران محسوب می‌شود که بیش از یک دهه است در زمینه آموزش مجازی فعالیت می‌کند. از اهداف مهم مکتب خونه در دسترس قرار دادن آموزش‌ها برای تمام مردم در گروه‌های سنی مختلف می‌توان نام برد. این مکتبِ مجازی، بر این باور است که هیچکس نباید به خاطر شرایط مالی و یا موقعیت مکانی از بهره‌گیری آموزش‌ها باز بماند و باور دارد که می‌تواند این هدف را به سرانجام برساند.
مکتب خونه در چه زمینه‌ای خدمات ارائه می‌دهد؟
مکتب خونه یک آکادمی آنلاین تخصص‌ها است که دروس مختلفی را در زمینه‌های متنوع ارائه می‌دهد. شما می‌توانید در مکتبخونه دوره‌های رایگان و پلاس را در حوزه‌های مختلف ببینید.
برنامه‌نویسی
دوره‌های آموزش برنامه نویسی به شما کمک می‌کنند تا به یکی از پردرآمدترین و جذاب‌ترین مهارت‌های دنیای امروز مسلط شوید. آموزش یادگیری ماشین و آموزش پردازش تصویر تا آموزش طراحی سایت، همه چیز برای ورود به دنیای تکنولوژی فراهم است. این دوره‌ها مناسب هر سطحی از مبتدی تا حرفه‌ای هستند.
آی‌تی و نرم‌افزار
در دنیای امروزی، یادگیری مهارت‌های آی‌تی و نرم‌افزار امری ضروری است. دوره‌های مکتبخونه در این زمینه مانند دوره‌های آموزش شبکه، آموزش CCNA ، آموزش بلاک چین و غیره، به شما کمک می‌کنند تا مهارت‌هایی چون مدیریت شبکه و استفاده از نرم‌افزارهای مختلف را به راحتی و از صفر تا صد بیاموزید. بدون نیاز به پیش‌زمینه تخصصی، این دوره‌ها شما را برای ورود به بازار کار آماده می‌کنند.
زبان‌های خارجی
اگر به دنبال یادگیری زبان جدید هستید یا می‌خواهید مهارت‌های زبانی خود را تقویت کنید، مکتبخونه با دوره‌های متنوع آموزش زبان انگلیسی، آموزش زبان فرانسوی، آموزش زبان آلمانی و بسیاری دیگر، بهترین گزینه برای شما است. شما می‌توانید با تمرین و آموزشهای ساختارمند به سرعت در زبان‌های مختلف پیشرفت کنید و دنیایی از فرصت‌های جدید را پیش‌روی خود ببینید.
مدیریت و کسب‌وکار
آموزشهای مدیریت و کسب‌وکار مکتبخونه برای کسانی است که می‌خواهند موفقیت در دنیای تجارت را تجربه کنند. با دوره‌هایی از آموزش مدیریت، دوره منابع انسانی ، آموزش هوش تجاری و تحلیل داده‌ها تا کارآفرینی و آموزش فروش، می‌توانید مهارت‌های لازم برای راه‌اندازی و مدیریت یک کسب‌وکار موفق را کسب کرده و ایده‌های خود را به واقعیت تبدیل کنید.
مالی و سرمایه‌گذاری
در دنیای پیچیده امروزی، داشتن دانش مالی و سرمایه‌گذاری کلید موفقیت است. مکتبخونه با دوره‌های مالی و سرمایه‌گذاری در دسته‌بندی‌های مختلف مانند آموزش پرایس اکشن، آموزش تحلیل تکنیکال و غیره، شما را به مهارت‌هایی مجهز می‌کند که بتوانید بهترین تصمیمات مالی را بگیرید و سرمایه‌گذاری‌های خود را هوشمندانه مدیریت کنید.
دانشگاهی: فنی و مهندسی
دوره‌های فنی و مهندسی مکتبخونه برای دانشجویان و علاقه‌مندان به این حوزه فرصتی عالی است تا مفاهیم کلیدی و تخصصی در آموزش مهندسی کامپیوتر، آموزش مهندسی مکانیک، عمران و سایر رشته‌های فنی را با اساتید برتر کشور یاد بگیرند. این دوره‌ها از بهترین اساتید و دانشگاه‌های کشور مانند دانشگاه صنعتی شریف و دانشگاه تهران به شما کمک می‌کنند تا دروس دانشگاهی را به‌خوبی درک کنید و مهارت‌های عملی خود را ارتقا دهید.
مهارت‌های زندگی
مهارت‌های زندگی نقش مهمی در موفقیت و رضایت شخصی دارند. مکتبخونه با ارائه دوره‌های متنوع در زمینه‌های مانند آموزش مدیریت تعارض، مهاجرت کاری، مهارت‌های ارتباطی و غیره، به شما کمک می‌کند تا زندگی متعادل‌تر و موفق‌تری داشته باشید. این دوره‌ها به شما ابزاری برای بهتر زندگی کردن و برخورد با چالش‌های روزمره می‌دهد.
دانشگاهی: علوم‌پایه، انسانی، پزشکی
مکتبخونه برای دانشجویان و علاقه‌مندان به علوم پایه، علوم انسانی و پزشکی، دوره‌هایی کاربردی و مفید را فراهم کرده است. با این دوره‌ها می‌توانید از یادگیری دروس پیچیده‌ای مثل فیزیک، شیمی، روانشناسی، اقتصاد و حتی دروس پزشکی بهره‌مند شوید و پایه‌های علمی خود را تقویت کنید.
هنر
اگر به دنبال پرورش استعدادهای هنری خود هستید، مکتبخونه با دوره‌های هنری در زمینه‌هایی مانند آموزش گرافیک ، آموزش عکاسی، آموزش نستعلیق، طراحی مد و معماری، بهترین انتخاب است. این دوره‌ها به شما کمک می‌کنند تا خلاقیت خود را به شکلی حرفه‌ای و قابل اجرا به کار بگیرید و در مسیر هنری خود پیشرفت کنید.
دوره های رایگان مکتب خونه
مکتب خونه علاوه بر ارائه دادن دوره‌های پلاس، مجموعه‌ای شامل ۱۵۰۰۰ ساعت ویدئوی آموزشی رایگان ارائه داده است. این ویدئو‌های رایگان در زمینه آی تی، برنامه‌نویسی، مدیریت و کارآفرینی، مالی و سرمایه‌گذاری، علوم انسانی وغیره هستند. رایگان بودن این دوره‌ها از کیفیت این دوره‌ها کم نمی‌کند؛ بلکه آموزش و تهیه این ویدئو‌ها توسط اساتید خبره ایران تدارک دیده شده است. اکثر این استادان برجسته از دانشگاه برتر شهید بهشتی، امیر کبیر، صنعتی شریف و غیره هستند. آکادمی مکتب خونه سعی دارد با انجام پروژه‌های رایگان در راستای تحقق اهداف خود قدمی بردارد.
