Vorstellung CPLD/FPGA

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Prayer192
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Vorstellung CPLD/FPGA

Beitrag von Prayer192 » Mi 12. Feb 2014, 14:45

Da ich nun schon längere Zeit im Forum aktiv bin sollte klar sein, dass mein heutiger Post keine Werbung eines Bots ist :wink: (außerdem hat m3trohelp vor kurzem so viele lehrreiche Inhalte gepostet, dass ich ein wenig nachziehen möchte :wink: )

Ich möchte euch heute CPLDs und FPGAs vorstellen, die bisher keinerlei Bedeutung im Forum hatten. Inwiefern ich dafür die falsche Kategorie ausgewählt habe weiß ich leider nicht (es gibt bisher Kategorien für Fragen und Downloads - dies ist jedoch weder noch, von daher muss m3trohelp als Chef das entscheiden).

Was sind CPLDs und FPGAs?
CPLD steht für "Complex Programmable Logic Device" und FPGA steht für "Field Programmable Gate Array". Dabei handelt es sich jeweils um Mikrochips, die wie Mikrocontroller aussehen, jedoch über rekonfigurierbare Hardware verfügen. Oder um es besser zu beschreiben: Da sind logische Bauteile in dem Chip und der Chip kann seine elektrischen Leitungen wahlweise neu verdrahten.

Warum berichte ich von diesen komischen Teilen?
In meiner Lehre war ich ein ziemlicher Fan von SPS-Programmierung. Leider konnte ich mir privat keine SPS leisten. Ein FPGA oder ein CPLD kann man sich aber privat anschaffen und für eigene Projekte einsetzen. Außerdem sind CPLDs und FPGAs Inhalt eines Studiums der Elektrotechnik oder Technischen Informatik. Wenn also einer von euch später studieren möchte, dann lohnt es sich schonmal die Grundlagen zu kennen.

Wie wird die Logik beschrieben?
Anders als bei SPS'sen wird nicht mit FUB oder Co. die Schaltung beschrieben, sondern entweder mit den textbasierten Sprachen Verilog oder VHDL oder mit der einem auf Bildern basierenden Schema (keine DIN Symbole, die amerikanischen Und und Oder Symbole). Letzteres sollte für einen Mechatroniker leicht verstehbar sein.

Wo werden FPGAs und CPLDs eingesetzt?
Grundsätzlich ist die Technik verbreiteter als SPS-Technologie. Heute Speicheroszilloskope verwenden FPGAs um die Daten mit Echtzeit aufzunehmen und zu speichern. Auch verwenden Banken FPGAs für die verfluchten Sekunden-Transaktionen.
FPGAs und CPLDs werden in der Regel dort eingesetzt, wo logische Schaltungen getestet werden sollen oder Mathematik schneller umgesetzt werden soll als in einem Computer. Auch werden FPGAs dort eingesetzt, wo man einen Prozessor und zusätzliche intelligente Hardware haben möchte. So können FPGAs auch komplette Prozessoren darstellen und man kann mit einem FPGA auch einen kompletten Mikrocontroller nachbauen.

Wo kann man anfangen?
Mit einem von Lattice produzierten Eval-Board und der kostenlosen Software der Firma:
http://www.latticesemi.com/en/Products/ ... ntKit.aspx

Die Firma hat zwar nur einen Bruchteil des Marktes für sich, jedoch bieten sie gute Werkzeuge für den Einstieg.


Ich kann nur jeden von euch empfehlen sich die Technologie anzuschauen, wenn ihr vorhabt zu studieren oder wenn ihr Spaß an der SPS-Programmierung habt.
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