12482 - FPGA basierter Schaltungsentwurf und Schaltungssimulation Modulübersicht

• Prof. Dr.-Ing. Schacht, Ralph

• geeigneter Methoden auszuwählen und sichere anzuwenden
• vorhandenes Wissen selbständig zu erweitern
• komplexer Aufgabenstellungen analysieren und zu strukturieren
• logisch, analytisch und konzeptionell zu denken
• technischen Problemstellungen zu analysieren und zu strukturieren
• Lösungsstrategien zu entwickeln und umzusetzen
• komplexe Probleme zu formulieren
• VLSI-Schaltkreistechniken und die VHDLBeschreibung anzuwenden
• Schaltungsentwurf mittels VHDL durchzuführen
• VHDL-Entwurf anzuwenden und eine Programmierung eines XLINXs FPGAs an konkreten Beispielen durchzuführen

• Einführung: Einordnung von VLSI-Schaltkreise (Standardzellen, Gate- Array, FPGA), Hardwarebeschreibungssprachen (VERILOG, VHDL), XILINXs SPARTAN 3 Evaluationboard
• VHDL-Beschreibung: Grundlagen (Entity, Architecture, ...), Test von VDHL-Modellen
• VHDL Schaltungsentwurf: Kombinatorische Schaltungen (MUX, COD, DEC, Comp, Add, Shift, ...), Sequentielle Schaltungen (Speicherelemente, Automatenentwurf), Ausgewählte Schaltungen (schnelle Zähler, Arithmetik)

• Kennenlernen von ISE Foundation, VHDL Editor und ISESimulator
• Kennlernen des SPARTAN3 Testboards: FPGA-Programmierung, Verwendung von Schaltern und LEDs
• Kennlernen SPARTAN3 Testboards: 7-Segment-Anzeige, 50 MHz Takt.
• Entwurf einer Addier-/Subtrahierschaltung
• Entwurf eines sequentiellen Schaltwerks
• Implementierung von internen Speicherblöcken
• Entwurf einer Ansteuerschaltung zum Schreiben und Lesen von Daten in einen bzw. aus einem externen Speicherbaustein

• Entwurf und Simulation elektronischer Schaltungen 2
• Rechnerarchitektur und Digitaltechnik
• CAD/CAE & Fertigung elektronischer Baugruppen 1

• Vorlesung / 2 SWS
• Praktikum / 2 SWS
• Selbststudium / 90 Stunden

• Skript
• Tafel 
• ISE Foundation, VHDL Editor und ISE-Simulator
• Beamer 

Literatur

• Manual XLINKs Spartan-3:
• http://www.xilinx.com/support/documentation/spartan-3.htm,
• http://www.xilinx.com/support/documentation/data_sheets/ds099.pdf
• Pong P. Chu , FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx Spartan-3 Version, Wiley-Verlag, 2008
• Peter Sauer, Hardware-Design mit FPGA,Elector-Verlag 2010
• Ricardo Jasinski,Effective Coding with VHDL: Principles and Best Practice, MIT Press, 2016
• G. Herrmann, D. Müller, ASIC - Entwurf und Test, Fachbuchverlag Leipzig,2008
• F. und R. Bartholomä, Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLs und FPGAs: Einführung mit VHDL und System C, Oldenburg, 2006

• eine Projektaufgabe mit 15-20 Seiten Projektbericht (70%) und
• eine Projektpräsentation, 15min., mit anschließender Diskussion (30%)

• Master (anwendungsbezogen) / Elektrotechnik / PO 2018
• Master (anwendungsbezogen) - erweiterte Fachsemester / Elektrotechnik / PO 2018

• 310308 Vorlesung FPGA basierter Schaltungsentwurf und -simulation
• 310348 Laborausbildung FPGA basierter Schaltungsentwurf und -simulation
• 310368 Prüfung FPGA basierter Schaltungsentwurf und -simulation

• 310308 Vorlesung FPGA basierter Schaltungsentwurf und -simulation (12482) - 2 SWS
• 310348 Laborausbildung FPGA basierter Schaltungsentwurf und -simulation (12482) - 2 SWS
• 310368 Prüfung FPGA basierter Schaltungsentwurf und -simulation (12482)