Hardware Reference
In-Depth Information
kennt zwei zusätzliche Beschreibungsarten: Strukturbeschreibungen und geo-
metrische Beschreibungen. Das vergrößert den Entwurfsraum und die Ent-
wurfskomplexität erheblich. Die Kenngrößen für die Optimierung - Aufwand,
Geschwindigkeit, Stromverbrauch etc. - haben bei Hardware einen höheren
Stellenwert und sind erst später im Entwurfsprozess genau bestimmbar. Ein
Hardware-Entwurf ist dadurch kein vollständig automatisierbarer Vorgang wie
das Übersetzten eines Programms, sondern eine Art manuell gesteuerte heuris-
tische Suche. Ein Hardware-Entwickler nutzt in wesentlich größerem Umfang
vorentworfene Teilsysteme und investiert wesentlich mehr Zeit in die Opti-
mierung, den Test und das Ausprobieren unterschiedlicher Alternativen. Das
erfordert ein größeres Detailverständnis darüber, wie der Rechner Entwurfs-
und Testbeschreibungen analysiert, simuliert und in Schaltungen übersetzt.
Eine Schlüsselstellung nimmt dabei die Hardware-Beschreibungssprache ein,
über die der Entwickler mit dem Rechner kommuniziert.
Aufgabe 1.1
Was ist in VHDL eine Entwurfseinheit und was ist ein Package?
Aufgabe 1.2
a) Was sind eine Funktionsbeschreibung, eine Strukturbeschreibung und eine
geometrische Beschreibung?
b) Wozu dient der Testrahmen in einem Simulationsmodell?
c) Was sind die Vorteile und die Nachteile formaler und informaler Modelle?
Aufgabe 1.3
Schreiben Sie ein VHDL-Programm, das fünfmal hintereinander im Abstand
von zwei Millisekunden simulierter Zeit eine Meldung mit dem Nachrichten-
text »Hallo« ausgibt. Testen Sie das Programm mit GHDL oder einem ande-
ren VHDL-Simulator.
Aufgabe 1.4
Schauen Sie sich im Anhang A.1.3 die Bildungsregeln für Bezeichner an. Sind
die Zeichenfolgen »To«, »3dimensional«, »bereit«, »tTyp« und »_escape«
zulässige VHDL-Bezeichner?
1.2 Funktion, Struktur und Simulation
Definition 1.13 (Kombinatorische Schaltung) Eine kombinatorische
Schaltung (engl. combinational circuit, im deutschen Sprachraum auch Schalt-
netz) ist eine digitale Schaltung ohne Speicherverhalten, die kontinuierlich bi-
näre Eingabesignale auf binäre Ausgabesignale abbildet.
