Einführung in VHDL

Digitale Schaltungen rechnergestützt entwerfen

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382 pages
Sprache:
 German
Das Buch bietet eine praxisorientierte Einführung in die Hardware-Beschreibungssprache VHDL zum rechnergestützten Entwurf digitaler Systeme.
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Über den Autor

Prof. Dr. Ernst Forgber lehrt an der Hochschule Hannover an der Fakultät Elektro- und Informationstechnik. Er arbeitet auf den Gebieten Softwaretechnik, Echtzeitsysteme und Entwurf digitaler Systeme mit VHDL.

Description
Content

Das Buch bietet eine praxisorientierte Einführung in die Hardware-Beschreibungssprache VHDL zum rechnergestützten Entwurf digitaler Systeme, wobei das freie Entwicklungssystem „Quartus II Web Edition“ von Altera mit dem „Cyclone II FPGA Starter Developement Kit“ (DE1-Board) als Zielhardware genutzt wird.

Über den Autor

Prof. Dr. Ernst Forgber lehrt an der Hochschule Hannover an der Fakultät Elektro- und Informationstechnik. Er arbeitet auf den Gebieten Softwaretechnik, Echtzeitsysteme und Entwurf digitaler Systeme mit VHDL.

  1. Einleitung   
    1. ASIC, CPLD, FPGA und Co
    2. Übersicht programmierbare Logikbausteine
    3. Ablauf einer Schaltungsentwicklung 
  2. Erster Kontakt mit VHDL   
    1. Kommentare, Namen, reservierte Schlüsselworte 
    2. Entity: Bausteinname und Anschlüsse
    3. Architecture: Funktion und innerer Aufbau 
    4. Wichtige Bibliotheken: ieee, std, work 
  3. Einfache Schaltnetze entwerfen   
    1. Logische Operatoren und Vergleiche 
    2. Bedingte Signalzuweisung: when-else 
    3. Selektive Signalzuweisung: with-select-when 
    4. Tri-State Ausgang 
    5. Wertetabelle mit Don’t Care 
    6. Übungsaufgaben 
  4. Sequenzielle Umgebung: process   
    1. Prozess mit Sensitivitätsliste 
    2. Prozess mit wait Anweisung 
    3. Konstante, Variable und Signale 
    4. Beispiel: Flipflop erzeugen 
    5. Sequenzielle Anweisungen 
    6. Flipflops und Register 
    7. Syntheserichtlinien 
    8. Übungsaufgaben 
  5. Verhaltens- und Strukturmodellierung   
    1. Verhaltensmodellierung: Was tut es? 
    2. Strukturmodellierung: Woraus ist es zusammengesetzt? 
  6. Simulation und Testbench   
    1. Einfache Testbench 
    2. Automatische Ergebnisprüfung 
    3. Testvektoren in Feldern speichern 
    4. Stimulus aus Datei laden 
  7. Synchrone Schaltwerke entwerfen   
    1. Einfache Schaltwerke 
    2. Endliche Automaten, Zustandsmaschinen
    3. Synchrone Schaltwerke in VHDL 
    4. Schaltwerk zur Impulsfolgeerkennung 
    5. Laufzeitbedingte Störungen in Schaltwerken 
    6. Syntheserichtlinien für Schaltwerke 
    7. Übungsaufgaben 
  8. Einfache Arithmetik verwenden   
    1. Datentypen der std Bibliothek: integer, natural und positive 
    2. Arithmetikbibliothek numeric_std 
    3. Übungsaufgaben 
  9. Daten und Quellcode strukturieren   
    1. Eigene Datentypen definieren
    2. Unterprogramme erstellen 
    3. Eigene Bibliotheken erstellen: Package
  10. VHDL in Beispielen   
    1. Taster entprellen 
    2. Fußgängerampel 
    3. Binary-Rate-Multiplier 
    4. Schrittmotorsteuerung 
    5. Direkte Digitale Synthese 
    6. FIFO-Speicher 
    7. Mikrocontroller im Eigenbau 
  11. Anhang   
    1. Lösungen zu den Übungsaufgaben 
    2. Ein Quartus-Projekt erstellen 
    3. Simulation mit ModelSim