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Entwurf und Implementierung digitaler Schaltungen mit VHDL (Sommersemester 2007)

Dozent: Dr.-Ing. Ralf Wollowski

Beschreibung

Vermittelt werden grundlegende Kenntnisse über Entwurf und Implementierung digitaler Schaltungen und Systeme mit Hilfe der Hardware-Beschreibungssprache VHDL (very high speed integrated circuits hardware description language).

Ausbildungsbeitrag: Ergänzung und Vertiefung der Vorlesungsinhalte "Grundlagen digitaler Systeme" (Technische Grundlagen der Informatik)

Im Vorlesungsteil wird

  • die Entwurfsmethodik erläutert (insbesondere wie man die digitaltechnischen Grundmodelle - Zuordner, Automaten, Automaten-Verbünde - auf VHDL-Modelle abbilden kann), und

  • wie sich der rechnergestützte Schaltungsentwurf ("design flow") mit modernen Entwurfswerkzeugen (CAD/CAE-Tools) darstellt.

Das kann man im Labor konkret anwenden:

  • Entwurf eigener Schaltungen mit Hilfe eines Industrie-CAD-Tools (aus den Bereichen elementare Systembausteine, Rechnerkomponenten)

  • Simulation der Entwürfe

  • Implementierung und Funktionstest der Schaltungen auf Evaluationsboards mit konfigurierbaren Logik-Bausteinen vom Typ FPGA (field programmable gate array)

Darüber hinaus wird in dieser Veranstaltung

  • den bekannten Software-Beschreibungssprachen eine Hardware-Beschreibungssprache gegenübergestellt,

  • mit der Besprechung von CAD-Tools Einblick in komplexe Software-Systeme aus dem Anwendungsbereich "Hardware-Entwurf" gegeben, und

  • eine Vorstellung von der Entwicklung anwendungsspezifischer Hardware vermittelt, wie sie beispielsweise in Eingebetteten Systemen häufig zum Einsatz kommt (Thema "Hardware/Software Codesign")

Voraussetzungen

Voraussetzungen sind Kenntnisse, wie sie in den Vorlesungen „Technische Grundlagen der Informatik“ von Prof. Gössel oder „Grundlagen digitaler Systeme“ von Dr. Wollowski vermittelt werden.

Literatur

  • Peter J. Ashenden: The Designer´s Guide to VHDL. Morgan Kaufman Publishers, 2002.

  • Klaus ten Hagen: Abstrakte Modellierung digitaler Schaltungen. Springer, 1995.

  • Xilinx Inc.: Programmable Logic Design Quick Start Handbook, 2004

  • Model Technology Inc.: ModelSim EE/PLUS Reference Manual, 1999.

  • K. Steinbuch und W. Rupprecht: Nachrichtentechnik. Band III: Nachrichtenverarbeitung von S. Wendt. Springer, Berlin, 1982.

  • M. Mano, Ch. Kime: Logic and Computer Design Fundamentals. Prentice Hall, 2001.

  • C. Maxfield: The Design Warrior´s Guide to FPGAs. Elsevier, 2004, ISBN: 0-7506-7604-3.

Lern- und Lehrformen

Vorlesung mit begleitendem Labor- und Übungsbetrieb

Leistungserfassung

Eine Prüfung am Ende des Semesters

Termine

Vorlesung/Übung/Laborbetrieb:

  • Donnerstag, 13:30 - 15:00Uhr im IfI, Raum 1.03 oder 0.04 (sun-pool)
  • Freitag, 11:00 - 12:30Uhr im IfI, Raum 1.03 oder 0.04 (sun-pool

Aufgrund der verfügbaren Anzahl von Laborplätzen muss die Teilnehmerzahl ggf. beschränkt werden.

Allgemeine Information

  • Semesterwochenstunden : 4
  • ECTS : 6
  • Benotet : Ja
  • Einschreibefrist : 10.05.2007
  • Programm : IT-Systems Engineering BA
  • Lehrform :
  • Belegungsart : Wahl

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