Digitale Systemen

Dit boek is alleen te bestellen bij: Wim Dolman.

Inhoudsopgave
Index
Hoofdstuk 6: Ontwerpmethoden

Digitale Systemen is bestemd voor het gebruik bij een basiscursus over VHDL en FPGA's in het hoger beroepsonderwijs. Ook voor anderen — bijvoorbeeld ontwerpers van embedded systemen en gebruikers van FPGA's — is dit boek interessant.

Programmeerbare bouwstenen zijn, zoals FPGA's en CPLD's, zijn naast microprocessoren en microcontrollers onmisbaar in de moderne elektronica. Ze vormen samen het hart van embedded systemen en maken deze systemen slim. De ontwerper van een digitaal systeem moet vaardig zijn met één of meer hardwarebeschrijvingstalen; hij moet op de hoogte zijn met moderne ontwerptechnieken en hij moet kennis hebben over de architectuur en mogelijkheden van programmeerbare bouwstenen.

Digitale Systemen is een praktisch boek, het richt zich vooral op het ontwerpen en het testen met de hardwarebeschrijvingstaal VHDL. Ondanks het feit dat er veel aandacht is voor VHDL, staat de syntax van VHDL niet centraal.
Wel bevat het veel complete beschrijvingen; besteedt het ruime aandacht aan de synthese- en de simulatieresultaten en geeft het veel praktische adviezen. Bovendien geeft het boek veel informatie over de technologie en over de verschillende implementatiemogelijkheden.
Vijf aspecten staan in dit boek centraal:

• De hardwarebeschrijvingstaal VHDL
  Van deze taal worden de basisconcepten, het simulatiemodel en de synthesebaarheid besproken.
• Ontwerpmethoden
  Verschillende methodieken om een digitaal systeem te ontwerpen, worden besproken. Met behulp van de methode met een gescheiden dataverwerking en besturing wordt een compleet digitaal systeem ontworpen.
• Algoritmes
  Veel digitale systemen of delen van een digitaal systeem zijn een implementatie van een algoritme. Het onderzoek naar en het kiezen van een geschikt algoritme is een belangrijk aspect bij het ontwerpen van een digitaal systeem en krijgt ruim aandacht in dit boek.
• Verificatie
  Het testen van een digitaal systeem is een belangrijke stap in het ontwerptraject. Dit boek bespreekt naast verschillende testconfiguraties en het opstellen van een geschikte set testvectoren ook de statische tijdsanalyses waarmee een ontwerp kan worden geverifieerd.
• Technologie
  Het laatste hoofdstuk bespreekt de technologie, die gebruikt wordt bij het realiseren van digitale systemen. Daarbij komen onderwerpen aan de orde als: de CMOS-technologie, SPLD's in de vorm van PLA, PAL en PROM, de EPROM-, EEPROM en flash-technologie, de CPLD's, de antifuse-technologie, de RAM-technologie, FPGA's en ASIC's met de gate-array's, standaardcel-IC's en fullcustom-IC's.

Alle VHDL-beschrijvingen in het boek zijn getest met de IEEE-standaard VHDL-2002. Voor de simulatie zijn verschillende versies van Modelsim gebruikt. De synthese is uitgevoerd met Leonardo Spectrum, Precision RTL en Quartus II.

Digitale Systemen bevat een groot aantal VHDL-beschrijvingen die een bepaald aspect van deze taal toelichten. De vele tekeningen visualiseren de probleemstellingen en verduidelijken de simulatie- en syntheseresultaten.