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Digitaltechnik und digitale Systeme

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Beschreibung

Dieses Lehrbuch kann entweder vorlesungsbegleitend oder für das Selbststudium verwendet werden. Es enthält eine systematische Einführung in die Grundlagen der Digitaltechnik und der digitalen Systeme. Die Konzepte werden Schritt für Schritt zusammen mit den wesentlichen Sprachelementen der Hardwarebeschreibungssprache VHDL eingeführt. Durch Simulationen und Analysen von FPGA-Hardwareimplementierungen wird das Verständnis für die VHDL-Sprachkonstrukte systematisch geschärft.



Jürgen Reichardt, HAW Hamburg.

Autorentext

Jürgen Reichardt, HAW Hamburg.



Klappentext

Das nun in der 5. Auflage vorliegende Lehrbuch enthält den Stoff für eine zweisemestrige Vorlesung zu den Grundlagen der Digitaltechnik sowie einer Einführung in den Entwurf digitaler Systeme. Das darin verwendete Konzept hat sich bewährt: Die dafür erforderlichen Grundkonzepte werden Schritt für Schritt zusammen mit den wesentlichen Sprachelementen der Hardwarebeschreibungssprache VHDL eingeführt. Durch Simulationen und Analysen von FPGA-Hardwareimplementierungen wird das Verständnis für die VHDL-Sprachkonstrukte systematisch geschärft.

Der Lehrstoff der Digitaltechnik wird durch einen von der Boole'schen Algebra und den Zahlensystemen über kombinatorische Logikschaltungen und einfache getaktete Schaltungen bis hin zu sequenziell operierenden Zustandsautomaten gespannten Bogen vermittelt. Darin eingebettet sind einführende Abschnitte zur VHDL-Simulation sowie zur FPGA-Implementierung mit Hilfe der Entwicklungsumgebung Vivado. Eine Einführung in den in der Industrie weit verbreiteten Simulator ModelSim findet sich im Anhang.

Weiterführende Kapitel widmen sich dem Entwurf digitaler Systeme, die nach dem Prinzip der Register-Transfer-Logik aufgebaut sind. Ein Schwerpunkt sind dabei Timing-Analysen digitaler Teilsysteme, die miteinander kommunizieren und untereinander synchronisiert werden müssen, um ein korrekt funktionierendes Gesamtsystem zu erhalten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Analyse und Optimierung des FPGA-Ressourcenverbrauchs durch Verwendung spezieller FPGA-Strukturen. Dafür werden vertiefende Kenntnisse zur Verwendung von Vivado vermittelt. Die VHDL-Modellierung von ROM- und RAM-Speichern, sowie Abschnitten zur (C)PLD- und FPGA-Hardware, runden den Lehrstoff zu den digitalen Systemen ab.

Der ausgezeichnete didaktische Aufbau unterstützt den Lernprozess: Den Kapiteln sind Lernziele vorangestellt und immer wieder werden grafische und tabellarische Übersichten sowie vertiefende Beispiele verwendet. Eine

Vielzahl von Übungsaufgaben mit Musterlösungen dient zur Lernkontrolle. Mit den Hinweisen zur Verwendung der Simulations- und Implementierungswerkzeuge kann sich der Leser auf seinem PC ein eigenes "Digitallabor" aufbauen, mit dem er die Aufgabenlösungen sowie eigene Fragestellungen selbstständig verifizieren kann.

Produktinformationen

Titel: Digitaltechnik und digitale Systeme
Untertitel: Eine Einführung mit VHDL
Autor:
EAN: 9783110706970
Digitaler Kopierschutz: frei
Format: E-Book (pdf)
Hersteller: Gruyter, Walter de GmbH
Genre: Hardware
Anzahl Seiten: 586
Veröffentlichung: 18.01.2021
Dateigrösse: 37.4 MB

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