Buổi bảo vệ đồ án vừa qua đã ghi dấu ấn với dự án Đồng hồ kỹ thuật số điều khiển và đồng bộ qua Bluetooth – sản phẩm thể hiện rõ tư duy hệ thống, khả năng kết nối không dây và tính ứng dụng thực tế cao. Với thiết kế chỉn chu và khả năng vận hành ổn định trên nền tảng FPGA, nhóm đã mang đến một đồ án nổi bật tại lễ bảo vệ của lớp C2502E.
Đội ngũ thực hiện dự án: Đồng hồ kỹ thuật số điều khiển và đồng bộ qua Bluetooth
Nhóm thực hiện dự án Đồng hồ kỹ thuật số điều khiển và đồng bộ qua Bluetooth gồm 4 thành viên, mỗi người đảm nhiệm một vai trò chuyên biệt, góp phần xây dựng quy trình làm việc rõ ràng và hiệu quả.Trần Hữu Đức – phụ trách logic stopwatch; Thái Tuấn Hiệp – phụ trách logic kết nối điều khiển và đồng bộ Bluetooth; Nguyễn Duy Hưng – phụ trách logic countdown; Nguyễn Việt Trung – phụ trách logic hẹn giờ và cảnh báo. Việc phân chia công việc rõ ràng giúp nhóm chủ động trong xử lý kỹ thuật, đồng thời hạn chế tối đa rủi ro khi phát sinh sự cố trong quá trình thực hiện.
Ý tưởng của đồ án bắt nguồn từ yêu cầu thực hiện đồ án học kỳ kết hợp với quá trình đánh giá năng lực thực tế của các thành viên trong nhóm. Trong quá trình thảo luận, nhóm nhận thấy việc lựa chọn một đề tài vừa phù hợp với kiến thức đã học, vừa đảm bảo khả năng triển khai trên phần cứng là yếu tố quan trọng.
Nhóm chia sẻ rằng: “Sau khi cân nhắc nhiều ý tưởng như bộ chuyển đổi hình ảnh hay bộ mã hóa âm thanh trên Basys 3, chúng em nhận thấy đồng hồ kỹ thuật số là đề tài phù hợp nhất với khả năng kỹ thuật của nhóm. Đây là một hệ thống quen thuộc nhưng bao gồm nhiều bài toán quan trọng về xử lý thời gian, điều khiển và đồng bộ dữ liệu. Vì vậy, nhóm quyết định lựa chọn đề tài Đồng hồ kỹ thuật số điều khiển và đồng bộ qua Bluetooth, nhằm vận dụng kiến thức Verilog và thiết kế mạch số để xây dựng một mô hình hoạt động ổn định, có tính ứng dụng thực tế cao.”
Hệ thống điều khiển thời gian – Trọng tâm của đồ án
Đồ án tập trung xây dựng hệ thống đồng hồ kỹ thuật số trên nền tảng FPGA Basys3, trong đó toàn bộ hoạt động được xử lý thông qua các khối logic điều khiển được thiết kế bằng ngôn ngữ Verilog HDL. Hệ thống đảm nhiệm việc quản lý thời gian thực, điều khiển các chế độ hoạt động và đảm bảo tính chính xác trong quá trình hiển thị.
Bên cạnh chức năng hiển thị giờ – phút – giây cơ bản, đồng hồ còn tích hợp nhiều chế độ như hẹn giờ, đếm thời gian xuôi (stopwatch) và đếm ngược (countdown timer). Ngoài ra, hệ thống hỗ trợ kết nối không dây thông qua Bluetooth và Wifi, cho phép điều khiển và đồng bộ thời gian từ bên ngoài, góp phần nâng cao tính linh hoạt và giá trị ứng dụng thực tiễn của đồ án.
Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm đã sử dụng board FPGA Basys 3 (Artix-7) làm phần cứng chính, kết hợp module ESP32 để hỗ trợ kết nối không dây và đồng bộ thời gian. Hệ thống được lập trình bằng ngôn ngữ Verilog HDL và phát triển trên môi trường Xilinx Vivado.
Quá trình thiết kế được thực hiện theo hướng chia hệ thống thành các khối chức năng riêng biệt, đồng thời tiến hành kiểm thử trực tiếp trên phần cứng nhằm đảm bảo tính ổn định và khả năng tương thích của toàn bộ hệ thống.
Bài toán kỹ thuật và cách nhóm vượt qua
Nguyễn Việt Trung – đại diện nhóm chia sẻ: “Khó khăn lớn nhất mà nhóm gặp phải trong quá trình thực hiện đồ án là việc hạn chế thời gian tiếp xúc và làm việc trực tiếp với phần cứng thực tế. Điều này khiến quá trình kiểm thử và hoàn thiện hệ thống gặp nhiều áp lực về tiến độ.”
Để khắc phục, nhóm đã chủ động xây dựng kế hoạch làm việc luân phiên giữa các thành viên, kết hợp song song giữa phát triển logic và kiểm thử từng phần chức năng. Cách tiếp cận này giúp nhóm tận dụng tối đa thời gian sử dụng phần cứng, đồng thời hạn chế lỗi phát sinh khi tích hợp toàn bộ hệ thống.
Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, nhóm đã nhận được sự đồng hành sát sao và định hướng kịp thời từ giảng viên hướng dẫn. Ngay từ giai đoạn hình thành ý tưởng, thầy Đông đã hỗ trợ nhóm làm rõ mục tiêu đề tài, xác định phạm vi triển khai phù hợp với yêu cầu học phần cũng như điều kiện thực tế, qua đó giúp nhóm tránh được những hướng đi dàn trải hoặc vượt quá khả năng.
Trong quá trình xây dựng và hoàn thiện hệ thống, giảng viên tiếp tục đóng vai trò như một người dẫn đường về mặt chuyên môn, đưa ra các gợi ý kỹ thuật quan trọng, giúp nhóm tháo gỡ những nút thắt khi gặp khó khăn và kịp thời điều chỉnh khi có dấu hiệu đi lệch hướng ban đầu. Bên cạnh đó, thầy cũng góp ý về cách tổ chức nội dung, hoàn thiện báo cáo và chuẩn bị cho buổi bảo vệ đồ án. Chính sự hỗ trợ tận tâm và định hướng rõ ràng này đã giúp nhóm làm việc có hệ thống hơn, tự tin hơn và hoàn thiện đồ án một cách bài bản, đúng mục tiêu đề ra.
Khoảnh khắc đáng nhớ trong quá trình thực hiện đồ án
Nhìn lại chặng đường thực hiện đồ án, nhóm cho rằng dấu mốc đáng nhớ nhất chính là thời điểm toàn bộ chương trình lần đầu được nạp thành công lên mạch thực tế và hệ thống vận hành trọn vẹn như mong đợi. Sau hàng loạt lần mô phỏng, điều chỉnh và kiểm thử từng module, khoảnh khắc các chức năng được tích hợp đồng bộ và hoạt động ổn định đã mang lại cảm giác vỡ òa, đồng thời khẳng định tính đúng đắn của hướng thiết kế cũng như sự nỗ lực bền bỉ của cả nhóm trong suốt quá trình thực hiện.
Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm phải đối mặt với áp lực lớn về thời gian, đặc biệt do quỹ thời gian làm việc trực tiếp với phần cứng bị hạn chế. Điều này kéo theo việc kiểm thử và hoàn thiện hệ thống cần được thực hiện trong thời gian ngắn, đòi hỏi sự sắp xếp và phối hợp chặt chẽ giữa các thành viên. Trước thách thức đó, nhóm chủ động điều chỉnh kế hoạch làm việc, luân phiên giữa phát triển và kiểm thử từng module, đồng thời thường xuyên trao đổi để kịp thời phát hiện và xử lý các vấn đề phát sinh. Nhờ sự linh hoạt, chủ động và tinh thần đồng hành xuyên suốt, nhóm đã vượt qua giai đoạn áp lực và đảm bảo tiến độ cũng như chất lượng của đồ án.
Đồ án Đồng hồ kỹ thuật số điều khiển và đồng bộ qua Bluetooth mang lại nhiều ý nghĩa thiết thực đối với các thành viên trong nhóm, không chỉ ở khía cạnh học tập mà còn trong trải nghiệm cá nhân. Thông qua việc trực tiếp thiết kế và triển khai một hệ thống đồng hồ kỹ thuật số hoàn chỉnh trên nền tảng FPGA Basys 3, sinh viên có cơ hội củng cố kiến thức về mạch tuần tự, máy trạng thái và quy trình phát triển hệ thống số từ thiết kế đến kiểm thử thực tế. Bên cạnh đó, quá trình làm việc nhóm giúp các thành viên rèn luyện kỹ năng phối hợp, quản lý tiến độ và nâng cao tinh thần trách nhiệm. Những trải nghiệm này đóng vai trò như một bước đệm quan trọng, giúp sinh viên Chip Design hình thành tư duy làm sản phẩm và sẵn sàng tiếp cận các học phần cũng như dự án chuyên sâu hơn trong tương lai.
Đồ án Đồng hồ kỹ thuật số điều khiển và đồng bộ qua Bluetooth đánh dấu bước khởi đầu của nhóm Digital Clock 4 trên hành trình tiếp cận lĩnh vực điện tử và hệ thống số tại Chip Design. Quá trình triển khai giúp nhóm củng cố kiến thức chuyên môn, rèn luyện tư duy thiết kế và tinh thần làm việc nhóm. Xin chúc mừng nhóm Digital Clock 4 đã bảo vệ đồ án thành công – một khởi đầu đáng ghi nhận cho chặng đường học tập và phát triển phía trước tại Chip Design.
Huyền Tomato – Ngọc Anh – Phòng Quan hệ doanh nghiệp