Entwurf und Implementierung digitaler Schaltungen mit VHDL (Sommersemester 2012)

Dozent: Dr.-Ing. Ralf Wollowski

Allgemeine Information

• Semesterwochenstunden: 4
• ECTS: 6
• Benotet: Ja
• Einschreibefrist: 1.4.2012 - 25.4.2012
• Lehrform: Vorlesung
• Belegungsart: Wahlpflichtmodul

Studiengänge, Modulgruppen & Module

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, Vertiefung und praktische Anwendung der Vorlesungsinhalte "Grundlagen digitaler Systeme" (Technische Grundlagen der Informatik)

Zentrale Vorlesungspunkte:

• Entwurfsmethodik
• Rechnergestützter Schaltungsentwurf mit etablierten Entwurfswerkzeugen (CAD/CAE-Tools)

Das kann man im Labor konkret anwenden:

• Entwurf eigener Schaltungen (wie Rechnerkomponenten) mit Hilfe eines (industriell eingesetzten) CAD-Tools
• Simulation der Entwürfe
• Implementierung und Funktionstest der Schaltungen auf Evaluationsboards mit konfigurierbaren Logik-Bausteinen (FPGA)

Darüber hinaus wird in dieser Veranstaltung

• mit der Besprechung von CAD-Tools Einblick in komplexe Software-Systeme (zur Unterstützung des Hardware-Entwurfs) gegeben,
• den bekannten Software- eine Hardware-Beschreibungssprache gegenübergestellt, und
• eine Vorstellung von der Entwicklung anwendungsspezifischer Hardware vermittelt, wie sie z.B. in Eingebetteten Systemen zum Einsatz kommt (Thema "Hardware/Software Codesign")

Voraussetzungen

Voraussetzungen sind Kenntnisse, wie sie in den Vorlesungen "Technische Grundlagen der Informatik" am IfI oder "Grundlagen digitaler Systeme" von Dr. Wollowski vermittelt werden.

Literatur

• Peter J. Ashenden: The Designer´s Guide to VHDL. Morgan Kaufman Publishers, 2002 (2008)

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

• J. Reichert, B. Schwarz: VHDL-Synthese. Oldenbourg, 2007

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

• 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, Fourth Edition, 2008

• 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

Zur Leistungserfassung werden (voraussichtlich drei) praktische Übungsaufgaben und eine Prüfung am Ende des Semesters herangezogen. Die erfolgreiche Bearbeitung der praktischen Übungsaufgaben berechtigt zur Teilnahme an der (die Note bestimmenden) Prüfung.

Als dritte praktische Übungsaufgabe sollen Sie eines kleines Projekt  durchführen.

Termine

Vorlesung/Übung/Laborbetrieb:

• Mittwoch, 13:30 - 15:00 Uhr (H-2.57, bei Laborbetrieb H-E.12/13)
• Donnerstag, 9:15 - 10:45 Uhr (H-2.57, bei Laborbetrieb H-E.12/13)

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