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Hardware-Beschreibungssprachen für FPGA-Design

Hardware-Beschreibungssprachen für FPGA-Design

Dieser Kurs ist Teil von Spezialisierung „FPGA-Design für eingebettete Systeme“

Dozenten: Timothy Scherr

45.293 bereits angemeldet

Bei enthalten

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4 Module

Verschaffen Sie sich einen Einblick in ein Thema und lernen Sie die Grundlagen.

627 Bewertungen

Stufe Mittel

Einige einschlägige Kenntnisse erforderlich

Flexibler Zeitplan

4 Wochen bei 10 Stunden eine Woche

In Ihrem eigenen Lerntempo lernen

79%

Den meisten Lernenden hat dieser Kurs gefallen

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627 Bewertungen

Stufe Mittel

Einige einschlägige Kenntnisse erforderlich

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Was Sie lernen werden

Erklären Sie die Rolle von HDLs bei der Entwurfserfassung und -verifizierung für FPGAs und ASICs
Verwendung von HDL-Softwaretools für die FPGA-Entwicklung

Kompetenzen, die Sie erwerben

Kategorie: Hardware-Entwurf
Kategorie: Simulation und Simulationssoftware
Kategorie: Fehlersuche
Kategorie: Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen
Kategorie: Verifizierung und Validierung
Kategorie: Rechnerische Logik
Kategorie: Elektrotechnik und Computertechnik
Kategorie: Computerprogrammierung
Kategorie: Test-Tools
Kategorie: Systementwurf und Implementierung
Kategorie: Entwicklung von Testskripten
Kategorie: Entwicklungstests
Kategorie: Elektronische Hardware
Kategorie: Grundsätze der Programmierung
Kategorie: Simulationen
Kategorie: Testfall
Kategorie: Funktionelle Prüfung
Kategorie: Elektronik

Werkzeuge, die Sie lernen werden

Kategorie: Feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA)

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6 Aufgaben

Unterrichtet in Englisch

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Erweitern Sie Ihre Fachkenntnisse

Dieser Kurs ist Teil der Spezialisierung Spezialisierung „FPGA-Design für eingebettete Systeme“

Wenn Sie sich für diesen Kurs anmelden, werden Sie auch für diese Spezialisierung angemeldet.

Lernen Sie neue Konzepte von Branchenexperten
Gewinnen Sie ein Grundverständnis bestimmter Themen oder Tools
Erwerben Sie berufsrelevante Kompetenzen durch praktische Projekte
Erwerben Sie ein Berufszertifikat zur Vorlage

In diesem Kurs gibt es 4 Module

Dieser Kurs kann auch als ECEA 5361 im Rahmen des Master of Science in Electrical Engineering an der CU Boulder belegt werden. Hardware Description Languages for Logic Design befähigt Studierende, Schaltungen mit VHDL und Verilog, den am weitesten verbreiteten Entwurfsmethoden für FPGA-Design, zu entwerfen. Es nutzt natürliche Lernprozesse, um das Erlernen der Sprachen zu erleichtern. Zunächst werden einfache Beispiele vorgestellt, dann die Sprachregeln und die Syntax, gefolgt von komplexeren Beispielen und schließlich die Verwendung von Prüfstandssimulationen, um die Korrektheit der Entwürfe zu überprüfen. Die Vorlesungspräsentationen werden durch viele Programmierbeispiele ergänzt, so dass die Teilnehmer die Sprachen gut beherrschen. Nach Abschluss dieses Kurses verfügt jeder Teilnehmer über grundlegende Kenntnisse in beiden Sprachen und, was noch wichtiger ist, über genügend Wissen, um Verilog und VHDL selbständig weiter zu erlernen und zu vertiefen. Dieser Kurs beinhaltet spezifische Hardware- und Softwareanforderungen. Bitte lesen Sie die FAQ unten für weitere Details.

Dieses Modul führt Sie in die Grundlagen der Sprache VHDL für den Logikentwurf ein. Es beschreibt die Verwendung von VHDL als Einstiegsmethode für das Logikdesign in FPGAs und ASICs. Um den Kontext zu verdeutlichen, wird gezeigt, wo VHDL im FPGA-Designfluss verwendet wird. Dann wird ein einfaches Beispiel, ein 4-Bit-Komparator, als erster Satz in der Sprache verwendet. VHDL-Regeln und -Syntax werden erläutert, ebenso wie Anweisungen, Bezeichner und Schlüsselwörter. Schließlich wird die Verwendung der Simulation als Mittel zum Testen von VHDL-Schaltungsentwürfen mit Hilfe von ModelSim, einem Simulator-Softwaretool, demonstriert. Programmieraufgaben dienen der Entwicklung von Fähigkeiten und der Vertiefung der vorgestellten Konzepte.

Das ist alles enthalten

10 Videos6 Lektüren2 Aufgaben4 Programmieraufgaben1 Diskussionsthema

10 VideosInsgesamt 48 Minuten

Einführung in Hardwarebeschreibungssprachen für FPGA-Design4 Minuten
Warum VHDL lernen?2 Minuten
FPGA-Entwurfsablauf3 Minuten
Einführung in VHDL: Endliche Zustandsmaschine4 Minuten
Wie man VHDL spricht, erste Phrasen7 Minuten
VHDL-Zuweisungen, Operatoren, Typen4 Minuten
VHDL-Regeln und -Syntax, Schnittstellen-Ports4 Minuten
VHDL in ModelSim: Herunterladen und Installieren3 Minuten
VHDL in ModelSim: Hinzufügen zu Ihrem Toolkit6 Minuten
Einreichen von VHDL-Programmieraufträgen12 Minuten

6 LektürenInsgesamt 161 Minuten

Kursaktualisierungen und Unterstützung bei der Barrierefreiheit1 Minute
Nicht-anrechenbare Studenten: Willkommen und wo Sie Hilfe finden10 Minuten
Hardwarebeschreibungssprachen für FPGA-Design Bewertungsstrategie10 Minuten
Hardware & Software Anforderungen10 Minuten
Misson 2-001: Woche 1 Lektüre120 Minuten
Dateien für Woche 1 Programmieraufgaben10 Minuten

2 AufgabenInsgesamt 60 Minuten

VHDL Finden Sie die Code-Fehler30 Minuten
Modul 1 Quiz30 Minuten

4 ProgrammieraufgabenInsgesamt 240 Minuten

VHDL 2-Bit Komparator60 Minuten
VHDL-Fehler korrigieren60 Minuten
VHDL Mehrheitsbeschluss60 Minuten
VHDL 1-Bit-Volladdierer60 Minuten

1 DiskussionsthemaInsgesamt 10 Minuten

Stellen Sie sich vor10 Minuten

In diesem Modul wird die Verwendung der Sprache VHDL für den Entwurf von Logikschaltungen näher untersucht. Es werden viele Beispiele für kombinatorische und synchrone Logikschaltungen vorgestellt und erläutert, darunter Flip-Flops, Zähler, Register, Speicher, Tri-State-Puffer und endliche Zustandsmaschinen. Methoden des hierarchischen Designs und modulare Designtechniken werden erklärt und demonstriert. Es wird beschrieben, wie man Prüfstände als Mittel zur Designverifizierung erstellt. Die Studenten erhalten reichlich Gelegenheit, ihre Entwurfstechniken anhand von Programmieraufgaben zu üben und zu verfeinern.

Das ist alles enthalten

10 Videos2 Lektüren1 Aufgabe5 Programmieraufgaben

10 VideosInsgesamt 52 Minuten

VHDL sprechen lernen (Intro)1 Minute
Kombinatorische Schaltungen4 Minuten
Synchrone Logik: Latches und Flip Flops5 Minuten
Synchrone Logik: Zähler und Register6 Minuten
Busse und Tristate-Puffer4 Minuten
Modulare Entwürfe: Komponenten, Generieren und Schleifen in VHDL3 Minuten
Testbenches in VHDL: Kombinatorisch8 Minuten
Testbenches in VHDL: Synchronous5 Minuten
Speicher in VHDL8 Minuten
Endliche Zustandsmaschinen in VHDL8 Minuten

2 LektürenInsgesamt 130 Minuten

Woche 2 Lektüre120 Minuten
Dateien für Woche 2 Programmieraufgaben10 Minuten

1 AufgabeInsgesamt 30 Minuten

Modul 2 Quiz30 Minuten

5 ProgrammieraufgabenInsgesamt 480 Minuten

VHDL 74LS163 Binärer Zähler120 Minuten
VHDL Einen Speicher erstellen60 Minuten
VHDL Endliche Zustandsmaschine60 Minuten
VHDL ALU120 Minuten
VHDL FIFO120 Minuten

Dieses Modul führt Sie in die Grundlagen der Sprache Verilog für den Logikentwurf ein. Es beschreibt die Verwendung von Verilog als Einstiegsmethode für das Logikdesign in FPGAs und ASICs, einschließlich der Geschichte der Entwicklung von Verilog. Dann wird ein einfaches Beispiel, ein 4-Bit-Komparator, als erster Satz in der Sprache verwendet. Verilog-Regeln und -Syntax werden erläutert, ebenso wie Anweisungen, Operatoren und Schlüsselwörter. Schließlich wird die Verwendung der Simulation als Mittel zum Testen von Verilog-Schaltungsentwürfen mit ModelSim, einem Simulator-Tool, demonstriert. Programmieraufgaben dienen der Entwicklung von Fähigkeiten und der Vertiefung der vorgestellten Konzepte.

Das ist alles enthalten

9 Videos2 Lektüren2 Aufgaben4 Programmieraufgaben

9 VideosInsgesamt 92 Minuten

Verilog für Spaß und Profit (Einführung)4 Minuten
Ihr erster Verilog-Satz11 Minuten
Verilog Regeln und Syntax; Schlüsselwörter und Bezeichner; Sigasi/Quartus Bearbeitung12 Minuten
Verilog-Anweisungen und Operatoren16 Minuten
Verilog-Module, Port-Modi und Datentypen11 Minuten
Verilog Struktur11 Minuten
Testen mit ModelSim6 Minuten
Verilog Auswertung11 Minuten
Einreichen von Verilog-Programmieraufträgen10 Minuten

2 LektürenInsgesamt 80 Minuten

Woche 3 Lektüre70 Minuten
Dateien für Woche 3 Programmieraufgaben10 Minuten

2 AufgabenInsgesamt 50 Minuten

Verilog Finden Sie die Fehler20 Minuten
Modul 3 Quiz30 Minuten

4 ProgrammieraufgabenInsgesamt 180 Minuten

Verilog 2-bit Komparator30 Minuten
Verilog-Fehler korrigieren60 Minuten
Verilog Mehrheitsbeschluss30 Minuten
Verilog 4-Bit-Volladdierer60 Minuten

In diesem Modul wird die Verwendung der Verilog-Sprache für den Entwurf von Logikschaltungen näher untersucht. Es werden viele Beispiele für kombinatorische und synchrone Logikschaltungen vorgestellt und erläutert, darunter Flip-Flops, Zähler, Register, Speicher, Tri-State-Puffer und endliche Zustandsmaschinen. Methoden des hierarchischen Designs und modulare Designtechniken werden erklärt und demonstriert. Es wird beschrieben, wie man Prüfstände als Mittel zur Designverifizierung erstellt. Die Studenten erhalten reichlich Gelegenheit, ihre Entwurfstechniken zu üben und zu verfeinern, indem sie den in den Programmieraufgaben geforderten Code schreiben.

Das ist alles enthalten

10 Videos2 Lektüren1 Aufgabe5 Programmieraufgaben

10 VideosInsgesamt 48 Minuten

Verilog sprechen lernen (Einführung)3 Minuten
Kombinatorische Schaltungen5 Minuten
Synchrone Logik: Latches und Flip Flops4 Minuten
Synchrone Logik: Zähler und Register6 Minuten
Busse und Tristate-Puffer4 Minuten
Modularer Entwurf in Verilog4 Minuten
Testbenches in Verilog8 Minuten
Testbenches in Verilog II3 Minuten
Speicher mit Verilog5 Minuten
Verilog Endliche Zustandsmaschinen7 Minuten

2 LektürenInsgesamt 25 Minuten

Woche 4 Lektüre15 Minuten
Dateien für Woche 4 Programmieraufgaben10 Minuten

1 AufgabeInsgesamt 30 Minuten

Modul 4 Quiz30 Minuten

5 ProgrammieraufgabenInsgesamt 480 Minuten

Verilog 74LS161 Binärer Zähler120 Minuten
Verilog Make a Memory60 Minuten
Verilog Endliche Zustandsmaschine60 Minuten
Verilog ALU120 Minuten
Verilog FIFO120 Minuten

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Auf einen Abschluss hinarbeiten

Dieses Kurs ist Teil des/der folgenden Studiengangs/Studiengänge, die von University of Colorado Boulderangeboten werden. Wenn Sie zugelassen werden und sich immatrikulieren, können Ihre abgeschlossenen Kurse auf Ihren Studienabschluss angerechnet werden und Ihre Fortschritte können mit Ihnen übertragen werden.¹

Dozenten

Lehrkraftbewertungen

(243 Bewertungen)

Timothy Scherr

University of Colorado Boulder

5 Kurse119.013 Lernende

von

University of Colorado Boulder

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Warum entscheiden sich Menschen für Coursera für ihre Karriere?

Felipe M.

Lernender seit 2018

„Es ist eine großartige Erfahrung, in meinem eigenen Tempo zu lernen. Ich kann lernen, wenn ich Zeit und Nerven dazu habe.“

Jennifer J.

Lernender seit 2020

„Bei einem spannenden neuen Projekt konnte ich die neuen Kenntnisse und Kompetenzen aus den Kursen direkt bei der Arbeit anwenden.“

Larry W.

Lernender seit 2021

„Wenn mir Kurse zu Themen fehlen, die meine Universität nicht anbietet, ist Coursera mit die beste Alternative.“

Chaitanya A.

„Man lernt nicht nur, um bei der Arbeit besser zu werden. Es geht noch um viel mehr. Bei Coursera kann ich ohne Grenzen lernen.“

Bewertungen von Lernenden

5 stars
60,12 %
4 stars
27,27 %
3 stars
6,85 %
2 stars
2,71 %
1 star
3,03 %

Zeigt 3 von 627 an

Geprüft am 6. Mai 2020

FIFO assignments in both Verilog and VHDL should define purpose of all the internal nets and registers listed in the problem.

Geprüft am 4. Sep. 2024

The course has been incredibly informative, and I’ve gained a lot from it. The assignments were very helpful in strengthening my practical skills in both VHDL and Verilog. Many thanks to the team!

Geprüft am 6. Juni 2021

I really liked this course . if someone wants to know how digital circuits are made inside of computer then this course could be proven as turning point in his way of learning .

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Häufig gestellte Fragen

Systemanforderungen

● Computer, auf dem die erforderlichen FPGA-Entwicklungstools ausgeführt werden können

● Unterstützte Betriebssysteme

● Windows 10 oder 11

● Aktuelles Linux-Betriebssystem (z. B. RHEL 6.5, CentOS 6.5 oder höher), entweder nativ oder in einer virtuellen Maschine unter Windows 8 oder 10

● Mindestens 8 GB RAM

● Mindestens 20 GB freier Festplattenspeicher zum Herunterladen und Installieren von Quartus Prime Lite 16.1, ModelSim 16.1, Programmierwerkzeugen und Kursprojektdateien

Hardware-Anforderungen

Für diesen Kurs in der Spezialisierung ist kein Hardware-Board erforderlich. Für den vierten und letzten Kurs, ECEA 5363 FPGA Capstone: Building FPGA Projects, ist das DE10-Lite Board erforderlich.

Empfohlenes Hardware-Board

● Terasic DE10-Lite

● Terasic DE10-Lite Produktseite (Akademischer Preis ~$82)

Software-Anforderungen

Fähigkeit, die folgenden FPGA-Entwicklungstools zu installieren, die im Kurs angeboten werden (Windows-Versionen):

● Quartus Prime Lite Edition 16.1

● ModelSim Intel FPGA Ausgabe 16.1

quartus Programmer und Geräteunterstützungsdateien (MAX 10 und Cyclone Gerätefamilien)

Um Zugang zu den Kursmaterialien und Aufgaben zu erhalten und um ein Zertifikat zu erwerben, müssen Sie die Zertifikatserfahrung erwerben, wenn Sie sich für einen Kurs anmelden. Sie können stattdessen eine kostenlose Testversion ausprobieren oder finanzielle Unterstützung beantragen. Der Kurs kann stattdessen die Option "Vollständiger Kurs, kein Zertifikat" anbieten. Mit dieser Option können Sie alle Kursmaterialien einsehen, die erforderlichen Bewertungen abgeben und eine Abschlussnote erhalten. Dies bedeutet auch, dass Sie kein Zertifikat erwerben können.

Wenn Sie sich für den Kurs einschreiben, erhalten Sie Zugang zu allen Kursen der Spezialisierung, und Sie erhalten ein Zertifikat, wenn Sie die Arbeit abgeschlossen haben. Ihr elektronisches Zertifikat wird Ihrer Seite "Leistungen" hinzugefügt - von dort aus können Sie Ihr Zertifikat ausdrucken oder Ihrem LinkedIn-Profil hinzufügen.