Entwurf digitaler Systeme für FPGAs Praktikum

Veranstaltung: Entwurf digitaler Systeme für FPGAs  Praktikum
   

Form:

 

PR, 3 SWS

Studiengänge:

 

(2. FS, WP) EIT MA MOE-BT; (2. FS, WP) EIZ MA MOE-ST; (2.FS, WP) EIT MA TI

Semester:

 

Sommersemester

Dozent:

 

Prof. Dr. A. Grabmaier, M.Sc R. Burkard
Inhalt:

Ein FPGA (Field Programmable Gate Array) stellt ein sehr mächtiges Tool in den Händen von Entwicklern dar. Es beinhaltet logische Gatter und FlipFlops, die mit Hilfe einer Hardwarebeschreibungssprache, z.B. Verilog oder VHDL miteinander verschaltet werden können, um so individuelle digitale Logik zu realisieren. Hierbei können einfache Logikfunktionen, komplexere Module (UART, SPI, I2C, etc.), bis hin zu komplexen Gesamtsystemen wie Mikrocontrollern, Mikroprozessoren und GPU’s erzeugt werden. Durch hohe Clockfrequenzen von z.B. 400 MHz kann eine hohe Datenverarbeitung erreicht werden. Ihre Wiederbeschreibbar- und somit Wiederverwendbarkeit stellt einen weiteren Vorteil dieser Bauteile dar.

In diesem Praktikum werden Sie an die Nutzung von FPGA’s herangeführt. Hierfür werden Sie in den einzelnen Terminen Lösungen zum Thema in der Hardwarebeschreibungssprache Verilog programmieren und auf einem FPGA-Board testen. Als FPGA-Board wird das „Genesys Board“ mit einem Xilinx Virtex 5 Chip eingesetzt.  

Eine Einführung in die Sprache Verilog erfolgt am ersten Veranstaltungstermin. Eine weitere Vertiefung der Sprache ist aber darüber hinaus erforderlich um die Aufgaben erfolgreich umzusetzen. Zugehörige Literatur kann aus der Bibliothek BA bezogen werden.

Inhalte der einzelnen Versuchsmodule:

  1. Einführung in das ISE Xilinx Entwicklungstool / Einführung Verilog
  2. Entwicklung eines Taktteilers
  3. Ansteuerung einer Sieben-Segmentanzeige
  4. Ansteuerung eines LCD-Moduls
  5. Entwicklung eines UART-Moduls
  6. Entwicklung eines SPI-Controllers und Ansteuerung eines Beschleunigungssensors

Da dieses Praktikum als eigenständige Leistung gewertet wird erfolgt am Ende der Veranstaltungsreihe eine schriftliche Prüfung.

Lehrmittel:

Das für dieses Praktikum benötigte Material wird über die moodle2 Plattform bereit gestellt.

Link zu moodle2