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Programmierübungen VHDL


brotzeit

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Hi,

die letzten beiden Wochen verbrachte ich damit, für das kommende Labor, die beiden Studienbriefe zu lesen und pro Tag etwa 4 Stunden in VHDL Programmieren üben. Die Hefte sind für das erlernen der Grundlagen komplett ungeeignet, sodass ich mir mit Fremdliteratur und Youtube behelfen musste. Eigentlich stellte sich die Bedienung der Software Quartus II Version 13 als der größere Gegner heraus.

Mittlerweile bin ich dazu in der Lage eine einfache finite state machine und eine zugehörige Testbench zu schreiben. Als zweites habe ich mich an ein Schieberegister gewagt, welches, bei Bedarf, als Parallel/Seriell Wandler verwendet werden kann. Das hat auch bis jetzt alles ganz gut funktioniert und macht mir unheimlich viel Spaß.

Der Unterschied zu beispielsweise C++ ist, dass in Bauteilen gedacht werden muss. D.h. man kann schriftlich, seine zuvor als Logik-Gatter erdachte Schaltung,  kombinatorisch programmieren. Während der Compiler in C++ Zeile für Zeile interpretiert, passiert in VHDL alles gleichzeitig. Eine sequenzielle Ausführung des Codes, muss quasi durch einen Prozess erst erzwungen werden. Während der Prozess an sich wieder gleichzeitig mit der kompinatorischen Logik ausgeführt wird.... Weiter will ich jetzt auch nicht mehr darauf eingehen.

Ich habe mir sogar überlegt, ob ich mir so ein Einsteiger Board

https://digilent.com/shop/basys-3-artix-7-fpga-trainer-board-recommended-for-introductory-users/

besorgen soll um damit eine mögliche Projektarbeit bzw Bachelorarbeit durchzuführen. Für das Labor schloss ich mich mit zwei Kommilitonen über WA kurz, um über unsere Fortschritte zu diskutieren und mögliche Lösungsansätze unserer Übungen auszutauschen. So macht mir das Spaß. Mit meiner Präsentation fange ich erst nächste oder übernächste Woche an, damit der Inhalt am Tag des Labors noch frisch ist. Wenn man zuvor schon einmal programmiert hat, egal in welcher Sprache, dann kommt man da auch relativ schnell rein. Einige Konzepte sind fast immer gleich und die Syntax eignet man sich während der Übung an. Ich habe, bis jetzt, keine größeren Schwierigkeiten mir meine selbst gesteckten Aufgaben zu erfüllen. Ich versuche mich auch immer an für mich neuen features der Sprache um so viel wie möglich auszuprobieren und schreibe zu allem eine Testbench für die anschließende Verifikation. Ich werde hierüber nach dem Labor, in drei Wochen, wieder berichten.

In Systemdynamik zog ich mir bis jetzt die ersten beiden von vier Heften rein und war anfangs ziemlich von der Mathematik erschlagen. Allerdings benötigt man meistens immer nur das Ende einer, gefühlt, ewigen mathematischen Herleitung. Ich weiß, es dient alles dem Verständnis usw. aber wenn Bezug auf Formeln von vor 30 Seiten genommen wird und man schon überhaupt nicht mehr weiß, was da passiert ist, dann ist der Lerneffekt gleich 0. Es werden so ziemlich alle Gesetze zu Differenzialgleichungen und Matrizen angewendet die es so gibt und das Skript geht auch davon aus, dass man das kann. Steht auch so drin, deshalb musste ich tatsächlich einige Stunden damit verbringen mit dem Mathebuch wieder aufzufrischen. Da half auch die Formelsammlung nichts mehr, denn Matrizen ist bei mir einfach schon zwei Jahre her. Die Inhalte der Hefte sind dermaßen theoretisch, sodass man sich nur noch mit dem mathematischen Wissen an den Formeln entlang hangeln kann um noch irgendwie dran zu bleiben. Man kann sich nicht mehr wirklich etwas unter dem Berechneten vorstellen, sondern wendet vorgegebene Gesetzmäßigkeiten an um beispielweise zu bestimmen, ob ein System steuerbar bzw. erreichbar ist. Im Prinzip ist es mehr ein Lernfach als ein Verständnisfach, da man die mathematischen Verfahren verinnerlichen muss, um die Kontrollaufgaben aus den Heften lösen zu können.

Ach ja, hierzu besuchte ich letzte Woche ein Onlineseminar das 6 Stunden dauerte. Der Dozent rechnete mit uns mögliche Aufgben für die Klausur durch und beantwortete Fragen zum Assignment. Ich sage jetzt mal voraus, dass die Prüfung für mich gut machbar sein wird und ich mein Ziel Dezember auf jeden Fall einhalten kann.

Wenn man im ersten Mathemodul mit einigen Unterthemen der Matrizenrechnung Schwierigkeiten und in Differenzialgleichungen, sowie Integralstransformationen noch Lücken hatte bzw. hat, wird in diesem Modul ausreichend Möglichkeiten zum Üben finden.😁

 

Mein Laborbericht für das Regelungstechnik Labor und dem Assignment mit dem Thema Multiprojektmanagement wurden mit sehr gut bewertet.

 

Ich werde mich wieder nach dem Labor melden.

 

Bis dahin

 

 

 

Bearbeitet von brotzeit

2 Kommentare


Empfohlene Kommentare

Einführung in VHDL von Ernst Forgber.

https://bookboon.com/de/einfuhrung-in-vhdl-ebook

Das wurde mir selbst empfohlen und bin echt begeistert davon. Die Beispiele sind immer einfach gehalten, sodass man leicht den Code nachvollziehen kann. Jeder Codeschnipsel wird ausführlich erklärt. 

Dann finde ich diese Seite https://www.kampis-elektroecke.de/fpga/entwurf-zustandsautomat/ noch gut. Die anderen Projekte zum FPGA dieser Seite habe ich teilweise auch schon nachvollzogen. 

 

Für allgemeine Informationen zu FPGA und den digitalen Schaltungen benutze ich das Taschenbuch der Digitaltechnik von Christian Siemers und Axel Sikora. https://www.amazon.de/Taschenbuch-Digitaltechnik-Christian-Siemers/dp/3446469141/ref=sr_1_fkmr0_1?__mk_de_DE=ÅMÅŽÕÑ&crid=3IHHJYQ0M6CR3&keywords=taschenbuch+der+digitaltechnik+christian+siemers&qid=1667119303&sprefix=taschenbuch+der+digitaltechnik+christian+siemers%2Caps%2C55&sr=8-1-fkmr0

 

Ich habe die Kapitel dazu in Digitaltechnik von Klaus Fricke gelesen. Das war eigentlich nicht schlecht. Ist nicht so detailliert, aber gut für den Überblick. 

https://www.amazon.de/Digitaltechnik-Lehr-Übungsbuch-Elektrotechniker-Informatiker/dp/3658325364/ref=sr_1_3?__mk_de_DE=ÅMÅŽÕÑ&crid=35SLRKS39XJMG&keywords=klaus+fricke+digitaltechnik&qid=1667119699&sprefix=klaus+fricke+digitaltechnik%2Caps%2C66&sr=8-3

 

Ich persönlich lese lieber in dem Taschenbuch, was aber keinen besonderen Grund hat. Vielleicht weil ich es bezahlt habe😅

 

Wenn man schon ein wenig was drauf hat, kann man auch anschließend die Studienbriefe benutzen und ist dann in der Lage auch deren Inhalte nachzuvollziehen.

 

Grüße

Bearbeitet von brotzeit
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