FPGA basierter Schaltungsentwurf und Schaltungssimulation
FPGA based Circuit Design and Simulation
5 CPSummerDE
Prerequisites
Recommended, as written
• Entwurf und Simulation elektronischer Schaltungen 2 • Rechnerarchitektur und Digitaltechnik • CAD/CAE & Fertigung elektronischer Baugruppen 1
Contents
Vorlesung • 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) Simulationspraktikum • 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
Learning outcomes
Nach der Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage • 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
Assessment
• eine Projektaufgabe mit 15-20 Seiten Projektbericht (70%) und • eine Projektpräsentation, 15min., mit anschließender Diskussion (30%)
Literature (12)
- Skript
- Tafel
- ISE Foundation, VHDL Editor und ISE-Simulator
- Beamer
- 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
Source: BTU's module description · retrieved 28 Sep 2026Original