FPGA Design

Thomas Strutzmann

ISBN 10: 3838689585 / ISBN 13: 9783838689586

Published by Diplom.De, 2003

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nach der Bestellung gedruckt Neuware - Printed after ordering - Diplomarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Informatik - Technische Informatik, Note: 1,0, Hochschule Mittweida (FH) (Informationstechnik & Elektrotechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:Da sich die Anfragen von Kundenseite her nach der Möglichkeit von FPGA-Entwicklung bei Flextronics Design Althofen mehr und mehr häuften, war es an der Zeit das entsprechende Know-How aufzubauen. Bis dato hat die Firma jahrelange Erfahrung im Bereich Mikrokontroller-Programmierung und auf Basis dieser Erfahrung sollte die FPGA-Entwicklung aufbauen.Für die Erstellung der Programme bzw. zur Personalisierung des FPGAs werden Entwurfswerkzeuge der Fa. Xilinx verwendet.Da es verschiedenste Entwicklungswerkzeuge unterschiedlichster Hersteller gibt, die in diesem Rahmen nicht bearbeitet werden können, wird in diesem Falle speziell das Xilinx ISE WebPack Paket, welches es auf der Xilinx Homepage (wwwxilinxcom) gratis zum Download gibt, verwendet. Diese Version ist natürlich teilweise eingeschränkt.Es soll in diesem Rahmen noch mit frei erhältlicher Software gearbeitet werden, mit welcher auch gezeigt werden soll, dass hiermit bereits umfangreiche und komplexe Designs erstellt werden können.Die Programmbeispiele sollen anhand eines ausgewählten Demoboards ausgetestet werden, bzw. veranschaulicht werden können.Es soll ein kundenspezifischer Mikroprozessor nach vorgegebenen Befehlssatz programmiert, verifiziert und nach Möglichkeit auf einer FPGA Plattform implementiert werden. Der Softcore MP sollte nach einer 4bit Harvard Architektur aufgebaut werden. Zur Verifikation ist auch zu beachten, dass es mit höchster Wahrscheinlichkeit keinen Assembler geben wird, der entsprechend den Vorgaben aufgebaut ist.Problemstellung:Folgende Punkte sind zu bearbeiten:- Was ist ein FPGA - Wo sind FPGAs einzuordnen - Wo finden FPGAs ihre Anwendung, bzw. wo machen sie Sinn - Wie sieht der Entwicklungsablauf eines FPGAs aus - Kurzeinführung in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL- Erstellen einer Mikroprozessor Softcore, welche Mitarbeitern als Übungsmodell dienen sollte.Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:1.Einleitung31.1Motivation32.Pflichtenheft32.1Allgemein32.2Software32.3Hardware32.4Anwendung33.Abkürzungsverzeichnis / Begriffserklärung44.FPGA-Grundlagen54.1Eigenschaften64.2Anwendungen75.Hersteller86.Designentwurf96.1Überführung von Schaltfunktion in VHDL106.2Entwicklungsumgebung ISE WebPack197.VHDL277.1Allgemeines277.2Eigenschaften von VHDL277.3Aufbau einer VHDL-Beschreibung278.Entwicklung einer Mikroprozessor Softcore auf einer FPGA Plattform318.1Allgemeine Lösungsansätze318.2Detaillierte Lösungsansätze328.3Anforderungen358.3.1Befehlssatz358.4Blockschaltbild368.4.1Programmspeicher368.4.2Datenspeicher378.4.3CPU388.4.4Ablaufsteuerung398.4.5Datenpfad408.4.6Takt Generator408.5Gesamtschaltbild418.6Schnittstellen des VHDL Modelles439.Verifikation449.1Verifikationsstrategie449.1.1Hierarchie des Designs459.1.2Verifikationsplan469.2Testbench479.3Simulation479.3.1Programmspeicher489.3.2Taktgenerator5510.Laden auf FPGA Plattform5511.Erweiterungsmöglichkeiten5612.Zukunftsaussichten5613.Zusammenfassung5714.Anhang5814.1VHDL Source Code5814.2Assembler Files6915.Abbildungsverzeichnis7216.Literatur73.

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Bibliographic Details

• Title: FPGA Design
• Publisher: Diplom.De
• Publication Date: 2003
• Language: German
• ISBN 10: 3838689585
• ISBN 13: 9783838689586
• Binding: Taschenbuch
• Condition: Neu
• Dimensions: 210W x 148H x 7D millimeters 210 millimeters width by 148 millimeters height by 7 millimeters depth
• Weight: 135 grams

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Synopsis

Diplomarbeit, die am 26.03.2003 erfolgreich an einer Fachhochschule f?r Wirtschaft und Technik in Deutschland im Fachbereich Informationstechnik & Elektrotechnik eingereicht wurde. Einleitung: Da sich die Anfragen von Kundenseite her nach der M?glichkeit von FPGA-Entwicklung bei Flextronics Design Althofen mehr und mehr h?uften, war es an der Zeit das entsprechende Know-How aufzubauen. Bis dato hat die Firma jahrelange Erfahrung im Bereich Mikrokontroller-Programmierung und auf Basis dieser Erfahrung sollte die FPGA-Entwicklung aufbauen. F?r die Erstellung der Programme bzw. zur Personalisierung des FPGAs werden Entwurfswerkzeuge der Fa. Xilinx verwendet. Da es verschiedenste Entwicklungswerkzeuge unterschiedlichster Hersteller gibt, die in diesem Rahmen nicht bearbeitet werden k?nnen, wird in diesem Falle speziell das Xilinx ISE WebPack Paket, welches es auf der Xilinx Homepage (wwwxilinxcom) gratis zum Download gibt, verwendet. Diese Version ist nat?rlich teilweise eingeschr?nkt. Es soll in diesem Rahmen noch mit frei erh?ltlicher Software gearbeitet werden, mit welcher auch gezeigt werden soll, dass hiermit bereits umfangreiche und komplexe Designs erstellt werden k?nnen. Die Programmbeispiele sollen anhand eines ausgew?hlten Demoboards ausgetestet werden, bzw. veranschaulicht werden k?nnen. Es soll ein kundenspezifischer Mikroprozessor nach vorgegebenen Befehlssatz programmiert, verifiziert und nach M?glichkeit auf einer FPGA Plattform implementiert werden. Der Softcore MP sollte nach einer 4bit Harvard Architektur aufgebaut werden. Zur Verifikation ist auch zu beachten, dass es mit h?chster Wahrscheinlichkeit keinen Assembler geben wird, der entsprechend den Vorgaben aufgebaut ist. Problemstellung: Folgende Punkte sind zu bearbeiten: - Was ist ein FPGA? - Wo sind FPGAs einzuordnen? - Wo finden FPGAs ihre Anwendung, bzw. wo machen sie Sinn? - Wie sieht der Entwicklungsablauf eines FPGAs aus? - Kurzeinf?hrung