Heutige digitale Systeme nehmen sehr schnell einen Umfang an, dessen Komplexität kaum mehr zu durchschauen ist. Deshalb benötigt der Systemdesigner besondere Hilfsmittel, die es ihm ermöglichen, sowohl den Überblick über das Gesamtsystem zu behalten als auch Details genau bearbeiten zu können.

Eine große Hilfe ist hier die Hardwarebeschreibungssprache VHDL. VHDL steht als Abkürzung für "VHSIC Description Language", wobei VHSIC "Very High Speed Integrated Circuit" bedeutet. Sie ermöglicht es, zunächst das Verhalten eines Systems auf abstrakter Ebene zu beschreiben und dann Einzelbereiche Stück für Stück zu verfeinern, bis sich die Beschreibung tatsächlich als Hardware realisieren lässt.

Bei der Arbeit mit VHDL stehen am IND folgende Werkzeuge zur Verfügung:

• Graphische VHDL-Eingabe
• VHDL-Simulator
• VHDL-Synthese-Werkzeug

Graphische VHDL-Eingabe

Ein graphisches Eingabewerkzeug vereinfacht viele Schritte der VHDL-Eingabe und Fehlersuche durch:

• Gliederung des Entwurfs in Einzelblöcke
• Graphische Eingabe von Zustandsautomaten
• Ablaufdiagramme
• Tabularische Logikdefinitionen

Am IND wird als Eingabewerkzeug "Renoir" von Mentor Graphics verwendet.

Es wird eingesetzt

• zur Durchführung von Studien- und Diplomarbeiten und
• im Fachpraktikum "Datenverarbeitung".

 

VHDL-Simulator

Ein entworfenes System muss in jeder Designphase getestet werden, um Fehler lokalisieren und korrigieren zu können. Ein Simulator muss deshalb das entworfene System vielfältig darstellen können:

• Strukturbaumdarstellung
• Wellenformen
• Wertelisten
• Variableninhalte
• Aktuelle Position innerhalb des Quellcodes
• Interaktion mit dem Eingabewerkzeug

Am IND wird als VHDL-Simulator "Modelsim" von Mentor Graphics verwendet.

Es wird eingesetzt

• zur Durchführung von Studien- und Diplomarbeiten,
• im Fachraktikum "Datenverarbeitung" und
• im Übungsbetrieb zur Vorlesung Entwurf Digitaler Systeme.

VHDL-Synthese

Ein VHDL-Systhesewerkzeug generiert aus der VHDL-Beschreibung ein Datenformat, das die Abbildung der Logik auf die entsprechende Zieltechnologie ermöglicht. Außerdem müssen die zeitlichen Randbedingungen berücksichtigt und deren Einhaltung geprüft werden. Falls dies nicht möglich ist, benötigt der Entwickler Hilfsmittel, um zeitkritische Datenpfade zu optimieren. Ein Synthesetool verfügt deshalb über:

• Logikoptimierung
• Graphische Darstellungen von
  • Eingelesenem VHDL-Code
  • Abbildung auf Zieltechnolgie
  • (Zeit-)Kritischen Datenpfaden
• Analyse des Synthesergebnisses

Am IND wird als Synthesewerkzeug "Leonardo" von Mentor Graphics verwendet.

Es wird eingesetzt

• zur Durchführung von Studien- und Diplomarbeitenund
• im Fachraktikum "Datenverarbeitung".