VHDL-Synthese - Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme

Kurzinformation

Einführung in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL mit vielen Beispielen - praxisbezogen und klar, technisch auf dem neuesten Stand.
Beim Entwurf der Hardwarekomponenten für Computer- und Consumer-Anwendungen hat sich der Einsatz der Hardwarebeschreibungssprache VHDL weitgehend durchgesetzt. Zielgerichtet für die Synthese digitaler Elektronik vermittelt dieses Lehrbuch VHDL vor dem Hintergrund der Digitaltechnik. Besonderer Wert wird auf die Kombination von Hardwarebeschreibung, Funktionsprüfung durch Simulation und Analyse der Syntheseergebnisse gelegt. Den synthesefähigen Hardwarebeschreibungen der ausgewählten Funktionselemente werden, soweit erforderlich, die digitaltechnischen Entwurfsprinzipien zur Seite gestellt.

Das Spektrum der vorgestellten Beispiele reicht von einfacher kombinatorischer Logik bis hin zum Entwurf eines vollständigen RISC-Mikroprozessors mit vierstufiger Pipeline, der FPGA-internes RAM als Programm- und Datenspeicher nutzt. Die Erweiterung mit einem Kapitel zur VHDL-Modellierung digitaler Filter eröffnet den Zugang zu FPGA-Implementierungen in der Signalverarbeitung. Ausgehend von Differenzengleichungen wird die VHDL-Synthesesemantik zur Modellierung der vorzeichenbehafteten Festkommaarithmetik von FIR- und IIR-Filtern vorgestellt. Alle Modelle werden vollständig und eingebettet in der jeweiligen Testumgebung präsentiert. Der Anhang enthält VHDL-Codierungsempfehlungen und eine Checkliste zum VHDL-basierten Entwurf digitaler Systeme. Als ergänzendes Lehrbuch zur Digitaltechnik richtet sich das Buch vorwiegend an Studierende der Elektrotechnik und Informatik an Fachhochschulen und Universitäten, es ist ebenso auf Entwickler in der Praxis ausgerichtet, die erstmalig einen VHDL-basierten Entwurf durchführen.

Aus dem Inhalt:

- Synthese einfacher Schaltnetze
- Entwurf digitaler Funktionselemente mit Prozessen
- Tri-State- und Don´t-Care-Modellierung
- Arithmetik und Synchronzähler
- Entwurf von Zustandsautomaten
- Struktureller VHDL-Entwurf
- Synthesefähiger VHDL-Entwurf eines Mikroprozessors
- VHDL-Syntaxübersicht und Bibliotheken