Praktikum VHDL

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
ArtPraktikum
Umfang4 SWS
SemesterWintersemester 2020/21
UnterrichtsspracheDeutsch

Termine

Teilnahmekriterien

Siehe TUMonline
Anmerkung: Im Wintersemester ist die Teilnehmeranzahl nicht begrenzt. Die Praktikumsversuche werden über das Internet auf den Rechnern des LIS oder partiell auf einem eigenen Rechner durchgeführt. Die Anmeldung über TUM Online ist dennoch erforderlich. Anmeldezeitraum: 15.09. - 31.10.20

Lernziele

Nach der Teilnahme an der Veranstaltung kennt der Studierende die Grundkonzepte der Hardware-Modellierung mit Hilfe einer Hardware-Beschreibungssprache (hier VHDL) und ist in der Lage, entsprechende Modelle zu erstellen, zu simulieren und in eine Gatternetzliste zu synthetisieren sowie für diese auch die statische Timing Analyse durchzuführen. Insgesamt haben damit Teilnehmer die Grundfertigkeiten zur Erstellung synthetisierbarer HW Modelle erworben.

Beschreibung

Gegenstand dieses Praktikums ist der Entwurf von digitalen integrierten Schaltungen mit der Hardware-Beschreibungssprache VHDL. Das Praktikum beinhaltet sowohl die Modellierung und die Simulation von digitalen Schaltungen als auch deren Synthese in Gatter-Netzlisten. Folgende Hauptaspekte sollen vermittelt werden: - Aufbau von VHDL Modellen (Entity, Architecture, Package); - Nebenläufigkeit von Hardware und deren Erfassung in VHDL; - Strukturale und Verhaltensmodellierung; - Prozesse als Schnittstelle zwischen nebenläufiger und sequentieller Modellierung; - Modellierung des Zeitverhaltens in VHDL (Event Queue, Delta-Zyklen); - Synchrones Design; - Synthetisierbarkeit von Modellen

Inhaltliche Voraussetzungen

Boolesche Logik, Grundlagen der Schaltungstechnik Folgende Module sollten vor der Teilnahme bereits erfolgreich absolviert sein: - Algorithmen und Datenstrukturen - Schaltungstechnik 1

Lehr- und Lernmethoden

Als Lehrmethode werden zu Beginn der Veranstaltung die theoretischen Grundlagen in einer als einzelne Videos bereitgestellten Einführungsvorlesung dargestellt. Zur Klärung individueller Fragen werden Online-Fragestunden abgehalten. Die Praktikumsaufgaben werden von den einzelnen Teilnehmern selbständig bei freier Zeiteinteilung anhand der Aufgabenbeschreibung gelöst. Begleitend hierzu werden Tutorstunden in Form von Online-Sitzungen angeboten, in denen den Teilnehmern Hilfestellung von einem erfahrenen Tutor angeboten wird.

Studien-, Prüfungsleistung

Die Prüfungsart ist den verschiedenen Lernergebnissen angepasst und erfolgt anhand von drei, semesterbegleitend erbrachten Übungsleistungen: Wissensbasierte Lernergebnisse werden im Rahmen einer 40 minütigen schriftlichen nicht-überwachten Online-Übung überprüft. Die Fähigkeit zur Anwendung der vermittelten Kenntnisse zur individuellen Problemlösung wird anhand zweier Deliverables aus den Praktikumsversuchen geprüft. Die Endnote ergibt sich aus der Gesamtzahl von Punkten, die in den oben genannten drei Übungsleistungen erreicht wurden.

Empfohlene Literatur

- Z. Navabi, "VHDL - Analysis and Modeling of Digital Systems", McGraw-Hill - P. Ashenden, "The designer´s Guide to VHDL", Morgan Kaufmann - J. Reichardt, B. Schwarz, "VHDL-Synthese", Oldenbourg

Links