FPGA Grundlagen

Einführung in FPGAs und VHDL

FPGAs - Field Programmable Gate Arrays - sind Logikbausteine, mit deren Hilfe nahezu beliebige Digitalschaltungen in einem Baustein (dem FPGA) realisiert werden können, ohne mit erheblichem finanziellen Aufwand einen kundenspezifischen Chip fertigen zu lassen. FPGAs werden sowohl zum Rapid Prototyping als auch in Serienprodukten eingesetzt, und das in ganz verschiedenen Anwendungsgebieten. Diese reichen z.B. von der schnellen Signalverarbeitung in einem mobilen Messgerät bis zum Einsatz in Grossrechenzentren, wo FPGAs als Hardwarebeschleuniger eingesesetzt werden, welche für den jeweiligen Anwendungsfall passend "programmiert" werden. Ein grosser Vorteil von FPGAs im Vergleich zu Mikrocontrollern und anderen Prozessoren sind ihre Möglichkeiten zur Parallelverarbeitung, ihre Flexibilität (Bildverarbeitungsfrontend mit schnellen Filtern, Maschinensteuerung mit höchsten Echtzeitanforderungen oder Mustererkennung mit neuronalem Netzwerk - lediglich eine Frage der Konfiguration) sowie ihr im Vergleich zu anderen Lösungsmöglichkeiten wie GPUs niedriger Energiebedarf. Zum erfolgreichen Einsatz von FPGAs, unabhängig von der individuellen Rolle als Entwickler oder Entscheidungsträger, sind solide Grundkenntnisse über FPGAs und den Workflow zum Erstellen von FPGA-Designs erforderlich. Diese Kenntnisse werden hier vermittelt.

Trainer und Dozenten

Cord Elias hat langjährige Erfahrung im Umgang mit FPGAs und ist Autor des Fachbuchs "FPGAs für Maker".

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Digitaltechnik (logische Gatter, Flip-Flop etc.) sollten vorhanden sein.

Inhalt

  • Was sind FPGAs? Eine praxisorientierte Einführung
  • Workflow, u.a.
    • Design Entry
    • Analyse
    • Simulation
    • Synthese
    • Bitstream-Erzeugung
    • Erzeugung und Verwendung von Reports
  • Anwendung der FPGA-Entwicklungssoftware
    • Anlegen eines neuen Projekts
    • Informationsbeschaffung zu der verwendeten Hardware
    • Verwendung dieser Informationen
    • Grundkonfiguration der Entwicklungssoftware
    • Erstellen eines VHDL-Quellfiles für ein Modul
    • Erstellen einer Testbench
    • Verwendung von Language Templates
    • Verwendung von Dokumentation zur Entwicklungssoftware
  • Basics der Hardwarebeschreibungssprache VHDL, u.a.
    • entity
    • architecture
    • data types
    • process
  • Realisierung von einfachen Schaltungen
    • Anwendung der Entwicklungssoftware
    • Simulation
    • Testen auf einem FPGA-Board
  • Erweiterung der Kenntnisse und Fähigkeiten
    • VHDL-Sprachelemente
    • Constraints
    • Verwendung von IP-Blöcken (IP = Intellectual Property)
    • Erstellung eigener IP-Blöcke
    • Zustandsautomaten
    • Designrichtlinien
    • Entwurfsmuster
    • Debugging
    • Verwendung von Modulen, die in Verilog erstellt wurden
    • Verwendung von CPU-Cores

Kurszeiten

Wer möchte, reist bis 22 Uhr am Vortag an und nutzt den Abend bereits zum Fachsimpeln am Kamin oder im Park.

An den Kurstagen dann von 9-18 Uhr (mit 2 Kaffee- und 1 Mittagspause) etwa 60% Schulungen und 40% Übungen. Selbstverständlich arbeitet jeder Teilnehmer am von uns gestellten Notebook oft parallel zum Referenten mit.

Anschließend Abendessen und Angebote für Fachsimpeln, Ausflüge uvm. Wir schaffen eine Atmosphäre, in der Fachleute sich ungezwungen austauschen. Wer das nicht will, wird zu nichts gezwungen und findet auch jederzeit Ruhe.

Preis und Dauer

3 Tage,
1.470,00 € + 19% MwSt. = 1.749,30 €

Übernachtungsoptionen

Termine und Anmeldung
  • 8. November 2021, 3 Tage **
    FPGA Grundlagen anmelden
Für mit ** gekennzeichnete Termine ist die Mindestanzahl an Teilnehmern erreicht. Der Kurs findet aus heutiger Sicht sicher statt.
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