CS220: Digital Circuits Lab (Spring 2026)

Πρόγραμμα Διαλέξεων και Εργαστηρίων (Schedule)

Ώρες Διδασκαλίας:	Δευτέρα 13.15 - 15:00 στην αίθουσα Α.117
	Τετάρτη 13.15 - 15:00 στην αίθουσα Α.117
Ώρες Εργαστηρίων:	Θα ανακοινωθούν.
Ώρες Γραφείου:	Κατόπιν συνεννόησης @ K319

Διδακτικό Προσωπικό (Course Staff)

Διδάσκοντες	Βοηθοί
Βασίλης Παπαευσταθίου	Σωτήρης Τοτόμης
	Κωνσταντίνος Σαριόγλου

Πληροφορίες Μαθήματος (Course Info)

Περιοχή:	Αρχιτεκτoνική υπολογιστών και μικρο-ηλεκτρονική (A1)
Περιγραφή:	Γλώσσες περιγραφής και προσομοίωσης υλικού, π.χ. Verilog. Επισκόπηση της τεχνολογίας FPGA, εργαλεία αυτόματης σύνθεσης κυκλωμάτων σε FPGA. Διαγράμματα χρονισμού, τεχνικές ελάττωσης καθυστέρησης. Αρτηρίες (δίαυλοι, λεωφόροι), πρωτόκολα χειραψίας, παραδείγματα εμπορικών αρτηριών. Μνήμες, π.χ. SRAM και SDRAM. Γέννηση ρολογιού, απόκλιση ρολογιού, χρήση PLL. Μεταστάθεια, σφάλμα συγχρονισμού, συγχρονιστές, ουρές και ελαστικοί ενταμιευτές, συγχρονισμός σημάτων άδειος/γεμάτος. Εργαστήριο: Ασκήσεις υλοποίησης μικρών έως μεσαίων εργασιών σε πλακέτες με FPGA, μετά από σχεδίαση και προσομοίωση σε Verilog.
ECTS:	6
Προαπαιτούμενα:	ΗΥ120 - Ψηφιακή Σχεδίαση
Βαθμολόγηση:	Εργαστήρια/Ασκήσεις: 65% (βαθμός > 4.5) Τελική Εξέταση: 35% (βαθμός > 4.5)
Mailing-list:	hy220 at list dot csd dot uoc dot gr

Ευχαριστούμε θερμά το Εργαστήριο Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών και Συστημάτων VLSI (CARV) του Ινστιτούτου Πληροφορικής του ΙΤΕ γιά την ισχυρή υποστήριξη προς το μάθημα αυτό, τόσο - και κύρια - με έμψυχο δυναμικό όσο και με εργαστηριακό εξοπλισμό. Επίσης ευχαριστούμε το Πανεπιστημιακό Πρόγραμμα της εταιρείας AMD / Xilinx για την προσφορά εργαστηριακού εξοπλισμού και εργαλείων σχεδίασης σε ακαδημαϊκές τιμές.

We deeply appreciate the strong support provided to this course by the Computer Architecture and VLSI Systems (CARV) Laboratory of the Institute of Computer Science of FORTH, through - primarily - human resources, as well as with laboratory equipment. We also thank the AMD / Xilinx University Program for providing laboratory equipment and design tools at academic prices.

Πρόγραμμα και Υλικό Διαλέξεων (Schedule and Lecture Notes)

Ημερομηνία	Περιγραφή	Σημειώσεις/Παρουσιάσεις
09 Φεβ.	Εισαγωγή	Slides
11 Φεβ.	Λογικές Πύλες, Στοιχεία Μνήμης, Συνδυαστική Λογική και Κυματομορφές	Slides

Σημειώσεις, Εγχειρίδια και Σύνδεσμοι (Notes, Manuals and Links)

Verilog Coding Guidelines:
HY220 SystemVerilog Coding Styles
Web-based Verilog/SystemVerilog Simulation Tools (for small experiments):
EDA Playground [also Waves (beta) with EPWave]
TutorialPoints Verilog
Open-Source Verilog/SystemVerilog Simulators:
Verilator (Linux, MacOS)
Icarus Verilog (iverilog) (Linux, MacOS)

Σε πολλές διανομές Linux (π.χ. Ubuntu, Debian, κτλ) ο Verilator και ο Icarus Verilog υπάρχουν στα έτοιμα πακέτα που μπορούν να εγκατασταθούν:
```
sudo apt-get install verilator
sudo apt-get install iverilog
```
Σε MacOS μπορείτε να το εγκαταστήσετε χειροκίνητα ή με package managers όπως το Homebrew:
```
brew install verilator
brew install icarus-verilog
```
Για προσομοίωση με τον Verilator θα πρέπει να έχετε έκδοση >= 5.012, ιδανικά έκδοση >= 5.020 (παλαιότερες εκδόσεις δεν είναι κατάλληλες για το μάθημα).
Για προσομοίωση με τον Icarus Verilog θα πρέπει να έχετε έκδοση >= 11, ιδανικά έκδοση >= 12 (παλαιότερες εκδόσεις δεν είναι κατάλληλες για το μάθημα).
Open-Source VCD Waveform Viewers:
GTKWave (Linux, MacOS, Win)

Σε πολλές διανομές Linux (π.χ. Ubuntu, Debian, κτλ) το GTKwave υπάρχει στα έτοιμα πακέτα που μπορούν να εγκατασταθούν:
```
sudo apt-get install gtkwave
```
Σε MacOS μπορείτε να το εγκαταστήσετε χειροκίνητα ή με package managers όπως το Homebrew:
```
brew install gtkwave
```
Για να δείτε κυματομορφές από προσομοιώσεις θα πρέπει να γεννήσει η προσομοίωση αρχεία τύπου VCD (Value Change Dump).
Για να γεννηθούν VCD αρχεία θα πρέπει απλά να προσθέσετε στο testbench σας τις παρακάτω γραμμές στην αρχή του initial block (αν δεν υπάρχουν ήδη):

initial begin
  $dumpfile("tb_waves.vcd");
  $dumpvars;

  // your other code below

  ...

end
Προσομοιώσεις Verilog/SystemVerilog στα μηχανήματα του Τμήματος
Υποστηρίζονται τα εξής εργαλεία:

Verilator (v5.020)

Icarus Verilog (v12)

Xilinx/AMD Vivado (v2018.3)

GTKWave (v3.3.117)
Σύντομος Οδηγός:
```
cp -r ~hy220/tools/example .
cd example
source setup.sh
export HY220_SIMULATOR=verilator
```
Για περισσότερες λεπτομέρειες δείτε το README.txt που υπάρχει στο φάκελο example.
Προσομοίωση σε command line:
```
make
```
Κυματομορφές μετά απο command line προσομοίωση:
```
make gwaves
```

Ασκήσεις και Εργαστήρια (Exercises and Labs)

Ημερομηνία	Περιγραφή	Εκφώνηση/Υλικό	Προθεσμία
TBA	Εργαστηριo 0: Εξοικείωση με προσομοίωση, εργαλεία προγραμματισμού FPGA και την πλακέτα		TBA

Εργαστηριακά Τμήματα και Ώρες (Lab Sessions)

TBA

Σελίδες Παλαιοτέρων Ετών (Websites from Previous Years)

Spring 2025, Spring 2024, Spring 2023, Spring 2022 (taught by V. Papaefstathiou)
Fall 2020, Fall 2019, Fall 2018 (taught by V. Papaefstathiou)
Fall 2017 (taught by V. Papaefstathiou and G. Kalokerinos)
Fall 2016, Fall 2015, Fall 2014, Fall 2013 (taught by G. Kalokerinos)
Fall 2012, Fall 2011, Fall 2010 (taught by C. Sotiriou)
Fall 2009 (taught by C. Kachris)
Fall 2008 (taught by G. Dimitrakopoulos)
Fall 2007, Fall 2006 (taught by V. Papaefstathiou and G. Kalokerinos)
Fall 2005 (taught by I. Mavroidis)
Fall 2003, Fall 2001 (taught by G. Kalokerinos, C. Sotiriou, and I. Papaefstathiou)

ΗΥ220: Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων (Εαρινό 2026)

Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Κρήτης

Πρόγραμμα Διαλέξεων και Εργαστηρίων (Schedule)

Διδακτικό Προσωπικό (Course Staff)

Πληροφορίες Μαθήματος (Course Info)

Πρόγραμμα και Υλικό Διαλέξεων (Schedule and Lecture Notes)

Σημειώσεις, Εγχειρίδια και Σύνδεσμοι (Notes, Manuals and Links)

Verilog Coding Guidelines:

Web-based Verilog/SystemVerilog Simulation Tools (for small experiments):

Open-Source Verilog/SystemVerilog Simulators:

Open-Source VCD Waveform Viewers:

Προσομοιώσεις Verilog/SystemVerilog στα μηχανήματα του Τμήματος

Ασκήσεις και Εργαστήρια (Exercises and Labs)

Εργαστηριακά Τμήματα και Ώρες (Lab Sessions)

Σελίδες Παλαιοτέρων Ετών (Websites from Previous Years)