Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLs und FPGAs

Der Entwurf digitaler Hardware beruht heute im Wesentlichen auf so genannten Hardwarebeschreibungssprachen, wie VHDL oder Verilog, welche eine ähnliche Funktion für die Hardwareentwicklung haben wie Programmiersprachen für die Softwareentwicklung. Jedoch sind für den erfolgreichen Entwurf nicht nur Kenntnisse einer Hardwarebeschreibungssprache wichtig, sondern auch Kenntnisse der digitalen Schaltungstechnik sowie der rechnergestützten Entwurfswerkzeuge. Die Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen diesen einzelnen Themengebieten werden in dem vorliegenden Lehrbuch methodisch dargestellt. Es bietet eine zielgerichtete Einführung in den Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme, beginnend bei MOS-Transistoren und FPGA-Technologien bis hin zu aktuellsten Entwicklungen in der Synthese (High-Level-Synthese) und den Hardwarebeschreibungssprachen (SystemC). Als Kernpunkte des CAD-Flows werden die Modellierung mit Hardwarebeschreibungssprachen, die Simulation solcher HDL-Modelle und deren Umsetzung und Optimierung (Logiksynthese) von der Architektur- oder Verhaltensebene ausgehend bis zur Implementierung in der ausgewählten Zieltechnologie behandelt. Standardisierte Beschreibungen und flexible Implementierungsverfahren werden in den Vordergrund gestellt, die hauptsächlich auf VHDL sowie SystemC und komplexen programmierbaren Logik-Bausteinen (FPGAs) beruhen. In vielen typischen Anwendungsbeispielen lernt der Leser die Besonderheiten der synthesefähigen Hardwarebeschreibung systematisch kennen. So werden alle fachlichen Vorrausetzungen von den Grundlagen bis zu praxiserprobten Verfahrensweisen präsentiert, die Studierende oder Industriepraktiker benötigen, um heute und auch in Zukunft in diesem rasch veränderlichen technischen Gebiet erfolgreich tätig sein zu können.