Digitaltechnik Und Digitale Systeme

Das nun in der 5. Auflage vorliegende Lehrbuch enth瓣lt den Stoff f羹r eine zweisemestrige Vorlesung zu den Grundlagen der Digitaltechnik sowie einer Einf羹hrung in den Entwurf digitaler Systeme. Das darin verwendete Konzept hat sich bew瓣hrt: Die daf羹r erforderlichen Grundkonzepte werden Schritt f羹r Schritt zusammen mit den wesentlichen Sprachelementen der Hardwarebeschreibungssprache VHDL eingef羹hrt. Durch Simulationen und Analysen von FPGA-Hardwareimplementierungen wird das Verst瓣ndnis f羹r die VHDL-Sprachkonstrukte systematisch gesch瓣rft.

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

Weiterf羹hrende 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 m羹ssen, um ein korrekt funktionierendes Gesamtsystem zu erhalten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Analyse und Optimierung des FPGA-Ressourcenverbrauchs durch Verwendung spezieller FPGA-Strukturen. Daf羹r 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 unterst羹tzt den Lernprozess: Den Kapiteln sind Lernziele vorangestellt und immer wieder werden grafische und tabellarische ?bersichten sowie vertiefende Beispiele verwendet. Eine

Vielzahl von ?bungsaufgaben mit Musterl繹sungen 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 Aufgabenl繹sungen sowie eigene Fragestellungen selbstst瓣ndig verifizieren kann.