İletkenlik, yalıtkanlık ve yarı iletkenlik kavramları nedir?
Direnç nedir?
Kapalı ve açık devre kavramları nedir?
Doğru ve alternatif akım nedir?
Aşağıda verilen direnç renk tablosuna göre ve verilmiş direncin renk kodlarından Ohm değerini hesaplayınız.
Sıfır ohm’luk dirençler neden kullanılmaktadır?
Ohm Yasası
1000 Ohm’luk bir direncin üzerinden 0.01 amper akım geçebilmesi için kaç Volt’luk bir gerilim uygulanmalıdır?
Bir motor 120 Volt altında 2 amperlik bir akım çekmektedir. Bu motorun direnci nedir?
Bir klima 220 V altında 20 amper akım çekmete ise, bu klimanın tükettiği güç’ü hesaplayınız.
Bir elektrik süpürgesi 220V altında 15 amper akım çekmektedir. Elektrik kullanılan bölgede kilowatt saat fiyatı 2 TL ise, bu süpürge 2 saat çalıştırıldığında elektrik faturasına kaç TL eklenecektir?
Seri Devreler
Aşağıda verilen devredeki direnç ve devrede dönen akım’a göre gerilim kaynağının gerilim değerini hesaplayınız.
Verilen devrenin üzerinden geçen akımı hesaplayınız.
Verilen devredeki gerilim kaynağının gerilim değerini hesaplayınız.
Verilen devredeki geçen akımı hesaplayınız.
Paralel Devreler
Aşağıda verilen devrenin üzerinden geçen toplam akımı ve R3, R4 dirençleri üzerinden geçen akımları hesaplayınız.
Aşağıda verilen devredeki R1 ve R2 dirençleri üzerine düşen gerilimleri ve R3 direnci üzerinden geçen akımı hesaplayınız.
Aşağıda verilen devrede R1 ve R2 dirençleri üzerinden geçen akımı ve R3 direnci üzerine düşen gerilimi hesaplayınız.
Devrede verilen akım değerlerine göre gerilim kaynağının gerilim değerini ve R3 direncinin Ohm değerini hesaplayınız.
Aşağıda verilen kombinasyonel devrenin Verilog dilindeki gösterimini yazınız.
Aşağıda verilen Verilog RTL kodunun karşılığı olan donanım’ın şematik çizimini yapınız.
Aşağıda verilen devrenin Verilog gösterimindeki karşılığını yazınız. A, B, C, D ve Sel sinyalleri giriş, y sinyali ise çıkıştır
Aşağıda verilen Verilog RTL kodunu sentezlendiği zaman ortaya çıkacak devreyi çiziniz.
Aşağıda verilen verilog kod parçacığı sentezlenince oluşacak donanım şematiğini çiziniz.
Aşağıda verilen devrenin Verilog gösterimini yazınız.
Aşağıda verilen Mealy durum makinasının Verilog dilinde gerçekleyiniz.
Aşağıda verilen 3 Verilog kod parçacığı farklı shifter tasarımlarıdır. Hangi tasarımın kombinasyonel hangisinin ardışık devreler ile gerçeklendiğini ifade edip, devrelerini çiziniz. Not: Tasarımda normalde kullanmayı tercih etmediğimiz, kombinasyonel döngü olabilir. Kaydırma devresini kutu olarak çizebilirsiniz.
4 farklı operasyon yapabilen iki 4’er bitlik sayı girişi alan bir ALU tasarlanacaktır. Operasyonlar; toplama, cıkartma, çarpma ve 0 üretmektir (Operasyon kodu 3 olduğunda sonuç 0 olacaktır). Operasyon kodu girişi bulunmakta ve 2 bitliktir. ALU tasarımını verilog dilinde yapınız
ZYNQ Mimarisi
PS ve PL kavramları nedir?
Microblaze nedir? PS’den farkı nedir?
APU nedir? APU’da bulunan I-Cache, D-Cache ve L2 Cache’in görevlerini açıklayınız?
MIO nedir? Ne amaçla kullanılır?
EMIO nedir? Ne amaçla kullanılır?
ZYNQ mimarisinde bulunan GP, HP ve ACP portları nedir? Aralarındaki fark nedir?
Cache Coherence nedir? Bu ihtiyaç için ZYNQ mimarisindeki çözüm nedir? Olası sorunu bir örnek ile açıklayıp, çözümü anlatınız.
ZYNQ mimarisindeki NEON Engine nedir?
Veriyolları
AXI arayüzü nedir? Kim tarafından geliştirilmiştir?
AXI gibi bir arayüzü modüller arasında iletişim için kullanmanın avantajı nedir?
Xilinx ortamında kullanılan AXI türlerini açıklayınız.
AXI Lite ve AXI MM arayüzleri arasındaki farkı açıklayınız.
Master ve Slave kavramlarını açıklayınız?
AXI Lite ve AXI MM veriyolu üzerinde bulunan 5 kanalın isimleri ve görevleri nelerdir?
AXI arayüzlerindeki ready sinyali ne işe yaramaktadır?
AXI arayüzlerindeki valid sinyali ne işe yaramaktadır?
Interfaces
UART arayüzü nasıl çalışmaktadır?
SPI arayüzü nasıl çalışmaktadır?
I2C arayüzü nasıl çalışmaktadır?
Aşağıda verilen Xilinx Github Reposunda bulunan UART loopback örneğinde, UART portundan 32 byte’lık veri transfer edilip, geriye alınıp aynı sonucun gelip gelmediği kontrol edilmektedir.
Öğrencilerin soru sorup yanıt alabileceği bir soru cevap sistemi sunulmaktadır. Ders duyuruları, öğrenci soruları ve cevapları için bir platformdur. Aşağıdan erişebilirsiniz.
CORDIC Tabanlı HW/SW CoDesign: Donanım hızlandırıcı olarak Xilinx’in CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer) IP’si kullanıldığı ve işlemcinin hesap yükünü donanım hızlandırıcıya aktardığı bir proje yapılacaktır
Bu ders kapsamında özel tasarlanmış bir donanım ve işlemci mimarilerinin bir arada kullanıldığı yapıların tasarımı anlatılmaktadır. Ders kapsamında Xilinx Zynq 7000 serisi FPGA’leri üzerinde deneyler gerçekleştirilmektedir. Donanım hızlandırıcı olarak Xilinx’in CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer) IP’si kullanıldığı ve işlemcinin hesap yükünü donanım hızlandırıcıya aktardığı bir proje çalışması yapılacaktır.
Ders Saatleri (Teorik + Lab)
Cuma 9.00-14.00
Öğretim Elemanları ve Ofis Saatleri
Dr. Öğr. Üyesi Vecdi Emre Levent, Ofis 311 – Salı 16.00-17.00
Arş. Gör. Uğur Özbalkan, Ofis 311 – Salı 16.00-17.00
Ön Gereksinimler
Yok
Yardımcı Kaynaklar
Dersin referans kaynakları aşağıda listelenmektedir.
The Zynq Book: Embedded Processing with the Arm Cortex-A9 on the Xilinx Zynq-7000 All Programmable Soc, Xilinx, Strathclyde Academic Media, 2014
Yazılımlar
Xilinx Vivado 2021.1
Dersler
Dersin haftalık 2 saat teorik, 2 saat laboratuvar bölümü bulunmaktadır. Öğretim üyesi tarafından verilen ders materyallerinin ders öncesi incelenip, ders sonrasında ise tekrar edilmesi beklenmektedir.
Öğrenim Çıktıları
ZYNQ Mimarisi
Arayüzler
PL/PS CoDesign
Performans ve Debugging
Quizler
Dönem içerisinde iki adet quiz yapılacaktır. 30 dk süre verilecektir. Quiz tarihi bir hafta önceden duyurulacaktır.
Notlandırma
Derslere %80 oranında devam zorunludur.
Dönem notu; vize, lablar, ödevler, proje ve final sınavı ile belirlenecektir. Değerlendirme yüzdeleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Faaliyetler
Oranlar
Vize
%20
Ödev/Quiz
%10
Lab
%15
Proje
%25
Final
%30
Bonus
5 Puan’a kadar
Ödev ve quizlerin teslim saati üzerinden her geçen saat için 5 puan kesilecektir.
Dönem sonu notunun karşılık geldiği ağırlık ve harf notu aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Dönem Notu
Ağırlık
Harf Notu
90-100
4.00
AA
85-89
3.50
BA
80-84
3.00
BB
75-79
2.50
CB
65-74
2.00
CC
50-64
1.50
DC
45-49
1.00
DD
0 -44
0
FF
Beklenen Efor
Öğrencinin dönem içinde göstermesi beklenen efor tablosu aşağıda verilmiştir.
İçerik
Saat
Kaç Defa
Ara Toplam
Derse Hazırlık
2
14
28
Ders Tekrarı
2
14
28
Ödev
4
6
24
Proje
48
1
48
Sınıf Dersi
4
14
56
Ara Sınav ve Final
24
2
48
Öğrenciler dersten başarılı olmak için dönem boyunca ortalama 232 saat harcamaları beklenmektedir.
Verilecek her bir ödev için test girişi ve beklenen çıkışlar paylaşılacaktır. Ancak ödev kontrolü yapılırken sizinle paylaşılmamış başka test durumları da denenecektir. Çalışma zamanı, beklenenden çok uzun süren kodlar yanlış olarak değerlendirilebilir.
Teori
Kod, istenen algoritmanın tasarımı olmalıdır. En optimum çözüm beklenmemektedir. Ancak bellek ve çalışma zamanı beklenenden çok fazla olmamalıdır.
Yazılı Ödevler
Ödev kendi el yazınız ile yazılmalıdır. Ödev cevap kağıtının üzerinde, dersin adı, öğrenci adı ve soyadı, öğrenci numarası ve tarih bulunmalıdır.
Akademik Dürüstlük
Ödevin amacı, ders hakkında derinlemesine araştırma yapmayı öğrenmek ve pratik bilgiler kazanmayı sağlamaktır. Verilen ödevler hakkında, diğer öğrenciler ile birlikte çalışma teşvik edilmektedir. Çalışma grubu oluşturan öğrenciler, kendi başına çalışan öğrencilere göre sınavlarda daha başarılı olmaktadırlar.
Ancak bir ödevi çözmek için başkaları ile birlikte çalışsanız bile, her bir sorunun çözümünü yardım almadan kendiniz yapmalısınız. Çözümünüzü bir araştırma yolu ile elde ederseniz (örn. bir internet araması), çözümü kendi cümle ve/veya kodunuz ile ifade etmelisiniz. Çözümü sözlü olarak sorulduğunda, öğrencinin açıklayabilmesi beklenmektedir.
Verilen ödev bir kod ise, kendinizin yazması gerekmektedir. Hata ayıklamada başkalarından yardım alabilirsiniz. Kodda intihal tespiti için manuel ve otomatik mekanizmalar kullanılacaktır. İntihal, sınav içi kopya ve benzeri davranışlar disiplin yönetmeliğine göre cezalandırılır.
