Báo cáo tổng hợp về thực tập thiết kế hệ thống và vi mạch tích hợp

• Tác giả: Trần Thành Trung
• Người hướng dẫn: Lê Minh Thành
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính - Viễn thông
• Đề tài: Tổng hợp báo cáo thực tập thiết kế hệ thống và vi mạch
• Loại tài liệu: Báo cáo thực tập
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP.HCM

• 1. Mạch Cộng Trừ và các mạch tổ hợp
• 1.1. Bài 1: mạch cộng nhị phân toàn phần 4 bit
• 1.2. Bài 2: mạch trừ nhị phân toàn phần 4 bit
• 1.3. Bài 3: mạch giải mã 2 sang 4, dùng case, ngõ ra mức cao
• 1.4. Bài 4: mạch giải mã 2 sang 4, dùng if, ngõ ra mức cao
• 1.5. Bài 5: Mạch giải mã 2 sang 4 ngõ ra tích cực mức thấp dùng lệnh case
• 1.6. Mạch giải mã 2 sang 4 ngõ ra tích cực mức thấp dùng lệnh if
• 1.7. Bài 7: mạch giải mã 2 sang 4, có enable, ngõ ra mức cao, dùng case
• 1.8. Bài 8: mạch giải mã 2 sang 4, có enable, ngõ ra mức cao, dùng if
• 1.9. Bài 9: mạch giải mã 2 sang 4, có enable, ngõ ra mức thấp, dùng case
• 1.10. Bài 10: mạch giải mã 2 sang 4, có enable, ngõ ra mức thấp, dùng if
• 1.11. Bài 11: mạch giải mã 3 sang 8 trực tiếp
• 1.12. Bài 12: Mạch giải mã 3 sang 8 từ 2 mạch giải mã 2 sang 4

I. Báo cáo thực tập thiết kế hệ thống và vi mạch Tổng quan

Báo cáo tổng hợp môn thực tập thiết kế hệ thống và vi mạch trình bày các bài thực hành về thiết kế vi mạch số, tập trung vào thiết kế vi mạch tương tự. Các bài tập bao gồm mạch cộng trừ và các mạch tổ hợp, thiết kế mạch chia xung, mạch tạo xung, mạch đếm, thanh ghi dịch, và mạch điều khiển LED. Báo cáo sử dụng ngôn ngữ mô tả phần cứng Verilog và VHDL để mô tả và mô phỏng các vi mạch. Quản lý dự án thực tập được thể hiện qua việc tổ chức các bài tập theo trình tự logic. Các phần mềm EDA được sử dụng để hỗ trợ thiết kế vi mạch. Báo cáo cũng đề cập đến các khía cạnh như kiểm thử vi mạch và tối ưu hóa thiết kế vi mạch. Cổng nghệ chế tạo vi mạch gián tiếp được đề cập qua việc mô phỏng các mạch.

1.1. Thiết kế mạch tổ hợp

Phần này tập trung vào thiết kế vi mạch số, cụ thể là các mạch tổ hợp. Bao gồm các bài tập về mạch cộng nhị phân toàn phần 4 bit, mạch trừ nhị phân toàn phần 4 bit, và các mạch giải mã (2 sang 4, 3 sang 8) với nhiều biến thể về mức logic (cao/thấp) và sử dụng lệnh case và if trong ngôn ngữ mô tả phần cứng. Mô phỏng vi mạch được thực hiện để kiểm chứng chức năng của các mạch. Mạch mã hóa (4 sang 2, 8 sang 3) cũng được thiết kế và kiểm tra tương tự. Mạch đa hợp và mạch giải đa hợp được thực hiện với nhiều cấu hình khác nhau. Kiểm thử vi mạch được thực hiện thông qua các testbench. Các mạch so sánh 4 bit cũng được thiết kế bằng hai phương pháp khác nhau. Việc sử dụng Verilog và VHDL cho thấy sự linh hoạt trong việc lựa chọn ngôn ngữ mô tả phần cứng phù hợp với yêu cầu bài toán.

1.2. Thiết kế mạch tuần tự

Phần này tập trung vào thiết kế vi mạch tuần tự. Bao gồm các bài tập về thiết kế mạch chia xung với nhiều tần số khác nhau, mạch tạo xung với tần số cụ thể (1Hz), mạch đếm đồng bộ (4 bit và 8 bit) với các chế độ đếm lên/xuống, và tính năng tạm dừng (pause). Thanh ghi dịch với nhiều cấu hình khác nhau (nối tiếp/song song) được thiết kế bằng cách cài đặt các Flip-Flop D. Mạch điều khiển LED với nhiều chế độ khác nhau (sáng dần, tắt dần, chạy trái/phải) cũng được thực hiện. Việc sử dụng phương pháp thiết kế đồng bộ được nhấn mạnh. Các bài tập này cho thấy sự hiểu biết về kỹ thuật thiết kế vi mạch và khả năng ứng dụng vi xử lý trong thiết kế các hệ thống điều khiển đơn giản. Viết báo cáo thực tập đòi hỏi sự trình bày logic và hệ thống các bài tập.

1.3. Phân tích và ứng dụng

Báo cáo cung cấp một cái nhìn tổng quan về thiết kế hệ thống và vi mạch, đặc biệt trong lĩnh vực điện tử công suất và điện tử kỹ thuật số. Nội dung tập trung vào kỹ thuật vi mạch, giúp sinh viên làm quen với phần mềm thiết kế vi mạch, ngôn ngữ mô tả phần cứng, và quy trình xây dựng hệ thống nhúng. Báo cáo có giá trị thực tiễn cao, giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành cần thiết cho công việc thiết kế và phát triển các hệ thống nhúng. Thực tập kỹ thuật điện tử và thực tập kỹ thuật máy tính là những ứng dụng trực tiếp của kiến thức được trình bày trong báo cáo. Thực tập sinh thiết kế hệ thống và thực tập sinh thiết kế vi mạch sẽ thấy báo cáo này hữu ích. Mẫu báo cáo thực tập thiết kế hệ thống và mẫu báo cáo thực tập thiết kế vi mạch có thể được phát triển dựa trên báo cáo này. Hệ thống nhúng là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của những kiến thức được trình bày.