Vortrag: Einstieg in die FPGA Technologie

Hallo Technikfans,

am kommenden Donnerstag (19.08.2010) findet im Labor ein Vortrag über den Einstieg in die FPGA Technologie statt. Beginn ist um 19:00 Uhr im Labor in der Alleestr. 50 in Bochum.

Thema:

Ein Field Programmable Gate Array – kurz: FPGA – ist ein integrierter Schaltkreis (IC) der Digitaltechnik, in den eine logische Schaltung programmiert werden kann. Die englische Bezeichnung kann übersetzt werden als:

Im (Anwendungs-)Feld programmierbare Anordnung von(Logik-)Gattern.

Im Gegensatz zur CPU werden hier keine Befehle nacheinander abgearbeitet, sondern in dem FPGA werden Grundschaltungen der Digitaltechnik mit konfigurierbarer Logik nachgebildet. FPGA’sverarbeiten spielend hunderte von MB pro Sekunde und sind dabei nochvoll echtzeitfähig.

Inhalt:

Wir werden erklären, wie FPGA’s aufgebaut sind, wie und wo sie eingesetzt werden. Wir werden klären, wofür FPGA’s geeignet sind und wofür nicht. Dazu beleuchten wir das Innenleben des FPGA’s und verdeutlichen, was die einzelnen Komponenten machen.

FPGA’s arbeiten massiv parallel, was eine andere Denkweise als bei den Mikrokontrollern nötig macht. Wir erarbeiten den nötigen Designflow und das grundlegende Konzept der Programmierung an einfachen Beispielen. Das Thema “Taktung” ist nicht ganz trivial. Es warten böse Effekte wie “Glitches” und “Skew” auf den Entwickler. Was es mit diesen Begriffen auf sich hat, wird ebenfalls erklärt.

FPGA’s haben keine feste Taktfrequenz, sondern die Maximalfrequenz hängt sehr stark von der Programmierung ab. Warum das so ist und wie man eine hohe Taktfrequenz erreicht, erklären wir natürlich auch.

Abgerundet wird der Vortrag mit Hinweisen zum Layout und zur Spannungsversorgung. Aufgrund der Komplexität des Themas werden wir die Hardwarebeschreibungssprachen VHDL und Verilog nur insoweit ansprechen, wie sie zum Verständnis der Funktion nötig sind.

Vorkenntnisse:

  • Grundkenntniss über die Grundschaltungen der Digitaltechnik wie UND/ODER/FlipFlop/Counter usw.