ImRahmendieserStudienarbeitwurdeeinTutorialfu¨rdiegraphischeVHDL-Entwicklungsumgebung Visual HDL for VHDL der Firma Summit Design in derVersion5.2fu¨rSolariserstellt.DieseArbeitstelltdaszugrundeliegendeKon-zeptdesTutorialsvor,wofu¨rzun¨achstdasProgrammVisualHDLinbezugauf seine Funktionsweise beschrieben und bewertet wird. Nach der Vorstellung der Ziele und Methoden des Tutorials werden Hinweise zum Einsatz des Tutorials ¨ undeineAnleitungf¨ureventuelleErga¨nzungenoderAnderungengegeben.Im Rahmen eines Ausblickes wird eine Fallstudie zum Vergleich von Visual HDL und SynopsysunterdemAspektderArbeitsproduktivit¨atvorgeschlagen.
DievorliegendeStudienarbeitbeschreibtdieErstellungeineseinfu¨hrendenTuto-rialsfu¨rdasProgrammVisualHDLforVHDL.DasTutorialfu¨hrtdenBenut-zer durch Eingabe eines vorgegebenen Beispiels in die Benutzung der wichtigsten Funktionen und Arbeitsweisen unter Visual HDL ein. ImerstenKapitelwerdenzun¨achstdieKonzepteundMo¨glichkeitendesPro-gramm Visual HDL vorgestellt und bewertet. So wird ein Einblick in das Pro-gramm gegeben, um die Konzepte und Ideen des Tutorials besser erfassen zu ko¨nnen. Im nachsten Abschnitt wird das Tutorial selbst vorgestellt. Dazu werden die ¨ ¨ zugrundeliegendenUberlegungenbez¨uglicherwarteterVorkenntnisseundderzu erreichenden Ziele dargestellt. Ebenso werden die benutzten Mittel und Wege sowohl der optischen als auch inhaltlichen Gestaltung beschrieben und durch beispielhafte Bilder verdeutlicht. Das Kapitel 4 gibt Hinweise, was beim Einsatz des Tutorials sowohl f¨r An-u wenderalsauchvorallemfu¨rLehrendezubeachtenist,diedasTutorialim RahmeneinesPraktikumseinsetzenwollen.Daru¨berhinauswerdenProbleme mit Werkzeugen angesprochen, die bei der Erstellung verwendet wurden. IneinemweiterenAbschnittwirddieDurchf¨uhrungeinerFallstudiezumVer-gleich von Visual HDL und Synopsys vorgeschlagen. Dabei sollen zwei Gruppen von Studenten eine Aufgabe jeweils mit einem der Werkzeuge bearbeiten. Aus derenErfahrungenunddemben¨otigtenZeiteinsatzk¨onnendannRu¨ckschlu¨sse gezogenwerden,wiesichdieWahldesWerkzeugesinderArbeitsproduktivita¨t niederschl¨agt.
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Kapitel 2
Beschreibung von Visual HDL
VisualHDListeinintegriertesgraphischesEntwurfswerkzeugfu¨rHardwaresy-steme, welches versucht, die Ideen moderner graphischer Softwareentwicklungs-umgebungenaufdasGebietderHardwareentwicklungzu¨ubertragen.Sostellt esM¨oglichkeitenzurVerf¨ugung,ingraphischerFormVerhaltens-undArchitek-turbeschreibungen zu erstellen und in VHDL als Hardwarebeschreibungssprache zu¨uberfuhren.InsgesamthandeltessichumeinstarkintegriertesWerkzeug, ¨ sodaßalleFunktionenundF¨ahigkeitenengmiteinanderverknu¨pftsindunddie Bedienung einheitlich ist. DerVorteildergraphischenDarstellungistes,daßbew¨ahrteDarstellungswei-senwieZustandsgraphen,FlußdiagrammeoderBlockbilderzurRepr¨asentation benutztwerdk¨n.DieseMethodeistinsbesonderefu¨rstarkparalleleSyste-en onne me, wie sie Hardware aus der Sicht einer programmiersprachlichen Beschreibung darstellt,besserzuu¨bersehenundzudurchschauenalseinetextuelleDarstellung. BesondersvorteilhaftandieserMethodeistes,daßdiefu¨rdieDokumentation ohnehinzuerstellendenSchaubilderalsBasisf¨urdiesprachlicheUmsetzungdie-nen.SokanneinesonstnochnichtvomEntwicklungsystemunterstu¨tze,erste SpezifikationerstelltunddirektdurchSimulationaufKorrektheit¨uberpru¨ftwer-den. Nach der Erstellung der ersten Verhaltensbeschreibung wird der Stil destop-downleazeniVFnnulhovwurfEntcheisdurtsu¨tnreenuntkoiPro-ßdassodatzt, grammvondererstenSpezifikationu¨berderenValidierung,derAufteilungdes Systems in funktionale Einheiten und deren weiterer Ausgestaltung bis zur Syn-thesefa¨higkeitbenutztwerdenkann.
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KAPITEL 2. BESCHREIBUNG VON VISUAL HDL
VisualHDLumfaßtviergraphischeEditorenf¨urBlockdiagramme,Zustands-graphen,FlußdiagrammeundWahrheitstabellen,zus¨atzlichkannmittelseines Texteditors VHDL in gewohnter Form benutzt werden. Zur Simulation kann der integrierte Simulator verwendet werden, der neben der graphischen und tabella-rischen Darstellung der Ergebnisse auch die Fehlersuche durch Einzelschrittver-arbeitungundUnterbrechungspunkteunterstu¨tzt.DabeibleibtdasSystemin der graphischen Darstellung der einzelnen Komponenten, so daß beispielsweise der aktuelle Zustand eines Zustandsautomaten farblich hervorgehoben wird. Als weitereMo¨glichkeit,dieSimulationsergebnissedarzustellen,sinddiesogenannten smart monitors Aufvorgesehen, die jedem Signalwert eine Graphik zuordnen. dieseWeiseko¨nnenbeispielsweisebin¨areAusg¨angeinFormeinerKontrollampe angezeigt werden oder Eingaben in Form von Schaltern erfolgen. EineBesonderheitvonVisualHDListdieM¨oglichkeit,vorhandeneVHDL-QuelltexteineinegraphischeDarstellungzuu¨bersetzen,dasheißt:ausstruktu-rellenBeschreibungenwerdenBlockdiagrammeundausLogikk¨onnenFlußdia-gramme oder Zustandsautomaten erzeugt werden. Im folgenden werden die einzelnen Komponenten wie die graphischen Editoren und die Simulationumgebung genauer dargestellt.
2.1 Die Umgebung VisualHDLunterst¨utztdenEntwurfdurcheineintegrierteUmgebung,diealle erstellten Einheiten (units Eben-) zu Bibliotheken und Projekten zusammenfaßt. so werden alle im Verlauf des Entwicklungsprozesses entstehenden Dateien wie Simulationergebnisse oder Testprogramme einheitlich abgelegt und verwaltet.
2.1.1 Derlibrary browser ZurVerwaltungderEinheitenundderDarstellungihrerZusammenha¨ngedient der sogenanntelibrary browserneModian:Esk¨onnneEr.teibevtehcsredei sowohl alle der Umgebung bekannten Bibliotheken (libraries) angezeigt werden, als auch der Inhalt, also die Einheiten, einer Bibliothek aufgelistet werden – siehe Abbildung 2.1 – oder in Form der Projektdarstellung wie in Abbildung 2.2 alle einemProjektzugeh¨orendenElementedargestelltwerden.