V4E: Programmierbare Logikbausteine (PLB, Programmable Logic Devices)

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Fakultät Allgemeinwissenschaften und Mikrosystemtechnik

Lernziele:

Kenntnis der Architekturen marktüblicher programmierbarer Logikbausteine (SPLD, CPLD, FPGA)

Fähigkeit zur Konfiguration von CPLD's und FPGA's mit Hilfe von Hardwarebeschreibungs- Sprachen (VHDL)

Fähigkeit zum Entwurf komplexer Digitalsysteme, Einblick in die Funktion von Digitalfiltern

Vorkenntnisse / Voraussetzungen:

Digitaltechnik, Hardwarebeschreibungssprache VHDL, z-Transformation

Inhalte:

8 Doppelstunden seminaristischer Unterricht:

• Aufbau und Funktionsweise von Complex Programmable Logic Devices (CPLD)

• Aufbau und Funktionsweise von Field Programmable Devices (FPGA)

• Aufbau und Funktionsweise von Digitalen Tiefpässen 20 Doppelstunden Praktikum

Für alle Teilnehmer:

• Einführung in die Simulationswerkzeuge VHDL Simili und Modelsim

• Erstellung der VHDL-Beschreibung einer Lauflichtsteuerung, Simulation

• Konfiguration eines CPLD-Bausteins auf vorhandenem Board, Funktionstest Themen für einzelne Arbeitsgruppen (je 2 Personen):

• Serieller Multiplizierer

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• Koeffizienten-RAM

• Testbench

• AD/DA-Interface

• Interface zu USB-InterfaceBaustein

• FIFO im Block-RAM

• Systemintegration: Gesamtablaufsteuerung, FSM, Projektmanagement der anderen Projektgruppen

Literatur:

• Skript, ausgegeben von den Dozenten

• Praktikumsanleitungen, ausgegeben vom Dozenten

• K. Skahill: VHDL for Programmable Logic, Addison Wesley

• G. Lehmann: Schaltungsdesign mit VHDL, Franzis Verlag

• C. Tietze, U. Schenk: Halbleiterschaltungstechnik, Springer Verlag

• XILINX Inc.: XST User Guide, XILINX-Manual

Lehrveranstaltungsart: Vorlesung und Praktikum

Dauer: 4 SWS

Leistungspunkte: 5 CP gemäß ECTS

Geschätzte work load: 14 x 3 Kontaktstunden; Zusätzlicher Aufwand im Labor 14 x 3 h, Arbeitszeit für das Referat 32 h; Summe 116 h.

Leistungsnachweise:

Abnahme der Simulationsergebnisse, Nachweis der Funktionsfähigkeit der Hardware, Präsentation der Entwicklungsergebnisse in 20-minütigem Referat

Dozent: Prof. Dipl.-Ing. Dieter Kohlert, Prof. Dr. Schlicht Häufigkeit des Angebots /Wiederholungsmöglichkeiten:

ein Mal pro Jahr bei ausreichender Nachfrage