VHDL-Synthese: Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme. - Reichardt, Jürgen und Bernd Schwarz
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Buchzusammenfassung:
Das Buch "VHDL-Synthese: Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme" von Jürgen Reichardt und Bernd Schwarz behandelt verschiedene Themen im Bereich der VHDL-Synthese. Es beginnt mit einer Einführung und Übersicht über das Thema, gefolgt von einer Erklärung der Motivation und den Zielen des Buches. Es wird auch die Syntaxnotation von VHDL erklärt. Der zweite Teil des Buches behandelt die Synthese einfacher Schaltnetze. Es werden die Konzepte von Entity, Architektur und Signalen erklärt. Es wird auch auf die Deklaration und Verwendung lokaler Signale, die Richtungsmodi von Signalschnittstellen und die Deklaration von Bussignalen eingegangen. Die Simulation von VHDL-Entwürfen und die Synthese selektiver und bedingter Signalzuweisungen werden ebenfalls behandelt. Im dritten Teil des Buches geht es um den Entwurf digitaler Funktionselemente mit Prozessen. Es werden Prozesse erklärt und die Deklaration und Ausführung von Prozessen erläutert. Es werden auch Schaltnetze mit sequentiellen Anweisungen behandelt, wie die case-Anweisung, die if-Anweisung und Schleifenkonstrukte wie for loop und while loop. Es werden auch einfache Schaltwerke wie D-Flipflops und Register behandelt, sowie die Verwendung von Variablen in taktsynchronen Prozessen. Es werden auch Johnson-Zähler mit Taktteiler und parametrisierte Schieberegister behandelt. Vermeidbare Synthesefehler und RTL-Syntheserichtlinien werden ebenfalls behandelt. Im vierten Teil des Buches geht es um die Tri-State- und Don"t-Care-Modellierung. Die Datentypen std_ulogic und std_logic werden erklärt. Es wird auch die Realisierung von Tri-State-Ausgangsstufen und Don"t-Care-Werten als Ausgangs- und Eingangssignal behandelt. Die Konversion der Datentypen bit und bitvector wird ebenfalls erklärt. Der fünfte Teil des Buches behandelt die Arithmetik und Synchronzähler. Es werden die Arithmetik-Operatoren und zugehörige Datentypen erklärt. Der Comparator SN74xx85 und der Entwurf von Synchronzählern werden ebenfalls behandelt. Es wird auch die Arithmetik mit den Datentypen signed und unsigned erklärt, sowie der Entwurf eines kombinierten Addierers/Subtrahierers und die Integer-Arithmetik. Konversionsfunktionen zwischen arithmetischen Datentypen werden ebenfalls behandelt. Im sechsten Teil des Buches geht es um den Entwurf von Zustandsautomaten. Es werden verschiedene Automatenvarianten erklärt und ein Moore-Automat für eine Impulsfolgenerkennung behandelt. Ein Entwurfsbeispiel für einen Mealy-Automaten wird ebenfalls gegeben. Verschiedene VHDL-Syntaxvarianten werden erklärt, wie die Zwei-Prozess-Darstellung, die Mehr-Prozess-Darstellung und die Ein-Prozess-Darstellung. Die Zustandscodierung und ihre Auswirkungen auf die Syntheseergebnisse werden ebenfalls behandelt. Im siebten Teil des Buches geht es um den strukturellen VHDL-Entwurf. Es werden Ziele und Methoden der Systempartitionierung erklärt und der strukturelle Entwurf mit Komponenten behandelt. Die Blockstrukturierung in Architekturen und die Strukturierung mit Unterprogrammen werden ebenfalls erklärt. Herstellerspezifische Komponenten und Komponentengeneratoren werden ebenfalls behandelt. Die Unterstützung durch Synthesewerkzeuge wird ebenfalls erklärt. Der achte Teil des Buches behandelt den Entwurf eines RISC-Prozessors. Die Spezifikation der Prozessorfunktionen, die Prozessorarchitektur und -programmierung sowie die VHDL-Realisierung werden erklärt. Die Entwurfsverifikation und die FPGA-Implementierung werden ebenfalls behandelt. Im neunten Teil des Buches geht es um die Modellierung digitaler Filter. FIR-Filter und IIR-Filter werden erklärt. Verschiedene VHDL-Modelle für parallele FIR-Filterstrukturen und IIR-Filter 2. Ordnung werden gegeben. Die Filterskalierung und Beispielfilter werden ebenfalls behandelt. Der FPGA-Entwurf mit Simulink wird ebenfalls erklärt. Im Anhang des Buches finden sich VHDL-Codierungsempfehlungen, eine Checkliste zum VHDL-basierten Entwurf digitaler Systeme, Lösungen zu den Übungsaufgaben und eine VHDL-Syntaxübersicht und Bibliotheken. Das Literaturverzeichnis und das Sachregister schließen das Buch ab.
