Giao thức I2C là một trong những giao thức truyền dữ liệu phổ biến, giúp kết nối các linh kiện điện tử như vi điều khiển, cảm biến và màn hình hiển thị. Trong lĩnh vực thiết kế vi mạch, việc làm chủ giao thức này là yếu tố quan trọng, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong thực tế. Nhận thấy tiềm năng của I2C, sinh viên Võ Nhật Trường – lớp C1.2405.E0 tại FPT Jetking đã thực hiện đồ án “Giao tiếp Verilog với LCD qua giao thức I2C”, ứng dụng trực tiếp kiến thức lập trình mô tả phần cứng (RTL) vào thực tế.
Mục tiêu và ý nghĩa của đồ án
Dự án hướng đến việc sử dụng ngôn ngữ Verilog để thiết kế một hệ thống có thể giao tiếp giữa FPGA KIT và màn hình LCD thông qua I2C. Thông qua đồ án này, sinh viên không chỉ nắm vững cách lập trình và kiểm thử một giao thức truyền dữ liệu, mà còn rèn luyện kỹ năng đọc hiểu tài liệu kỹ thuật, tối ưu mã lập trình và khắc phục lỗi trong quá trình thiết kế.
Các bước triển khai thực hiện dự án
Để hoàn thiện đồ án, Nhật Trường đã thực hiện các bước quan trọng sau:
- Tìm hiểu và xác định yêu cầu giao tiếp giữa FPGA KIT và LCD.
- Nghiên cứu datasheet của linh kiện để đảm bảo thiết kế đáp ứng đúng thông số kỹ thuật.
- Viết mã RTL sử dụng Verilog để triển khai giao tiếp I2C.
- Xây dựng Testbench để kiểm thử, chạy mô phỏng và đo đạc kết quả thực tế trên FPGA KIT.
- Kiểm tra, chỉnh sửa và tối ưu mã nhằm đạt hiệu suất tốt nhất.
Thách thức khi thực hiện đồ án và cách giải quyết
Một trong những khó khăn lớn nhất của quá trình thực hiện đồ án là hiểu nguyên lý hoạt động của giao thức I2C khi lập trình trên FPGA. Việc thiết kế RTL đòi hỏi kiến thức sâu về phần cứng, tài nguyên FPGA và cách tối ưu mã Verilog để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Sinh viên đã khắc phục thử thách bằng cách tham khảo tài liệu chuyên sâu, nhờ sự hướng dẫn của giảng viên và kiên trì kiểm thử nhiều lần để đạt kết quả chính xác nhất.
Sản phẩm hoàn thiện có khả năng giao tiếp với LCD 1602 thông qua I2C bằng mã lập trình Verilog. Hệ thống được tối ưu để tiết kiệm tài nguyên FPGA, đồng thời áp dụng các phương pháp kiểm thử hiệu quả nhằm đảm bảo độ ổn định của giao tiếp dữ liệu. Đây không chỉ là một bài tập thực hành mà còn là bước đệm giúp sinh viên ứng dụng kiến thức vào các dự án thực tế trong tương lai.
“Dự án giúp em hiểu sâu hơn về giao tiếp I2C và Verilog, cũng như rèn luyện khả năng phân tích, giải quyết vấn đề thực tế.” Nhật Trường chia sẻ.
Đánh giá từ giảng viên hướng dẫn về sản phẩm sinh viên
Sau khi hoàn thành đồ án, sinh viên đã tích lũy được nhiều kiến thức quan trọng về thiết kế vi mạch, từ việc lập trình Verilog, hiểu rõ giao thức I2C đến cách triển khai và tối ưu hệ thống trên FPGA. Đặc biệt, quá trình làm dự án giúp rèn luyện khả năng tư duy logic, giải quyết vấn đề và nâng cao kỹ năng làm việc nhóm.
Dự án được đánh giá cao nhờ sự đầu tư nghiêm túc và khả năng áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế. Nhận xét từ giảng viên hướng dẫn thầy Trương Huy Hoàng rằng sinh viên đã thể hiện sự chủ động trong nghiên cứu và triển khai, tuy nhiên vẫn cần tối ưu hơn về tài nguyên FPGA để đạt hiệu suất tối đa. Nhìn chung, đây là một đồ án xuất sắc, có tiềm năng ứng dụng cao trong thực tế.
Với phương châm đào tạo thực tiễn, FPT Jetking luôn khuyến khích sinh viên sáng tạo và thực hiện các dự án mang tính ứng dụng cao. Những đồ án như “Giao tiếp Verilog với LCD qua giao thức I2C” không chỉ giúp sinh viên hoàn thiện kỹ năng chuyên môn mà còn là minh chứng cho chất lượng đào tạo tại FPT Jetking. Cùng chờ đón những sản phẩm tiếp theo từ các thế hệ sinh viên tài năng của ngành Thiết kế vi mạch bán dẫn.
Giảng viên Trương Huy Hoàng