FPGAs für Maker (PDF)

Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind relativ komplexe programmierbare Logikbausteine. Mithilfe von FPGAs können mittlerweile jedoch auch Maker und Elektronikbastler eigene Chips entwerfen. Wie das geht, zeigt Ihnen dieses Buch.

Zunächst wird erklärt, was FPGAs sind und wie sie funktionieren. Es folgt eine Einführung in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL, die für die Projekte in diesem Buch verwendet wird.

Danach wird Schritt für Schritt anhand zunächst ganz einfacher Beispiele erläutert, wie man eine Schaltung mithilfe eines FPGA realisiert. Im weiteren Verlauf werden die Schaltungen anspruchsvoller. Den Abschluss bildet ein Projekt, bei dem das Spiel "Pong" in Hardware realisiert wird. Die Anzeige erfolgt auf einem RGB-LED-Matrix-Display, dessen Ansteuerung per FPGA im Detail beschrieben wird.

Die Projekte im Buch werden auf Basis kostenlos verfügbarer FPGA-Entwicklungsumgebungen der Hersteller Altera, Lattice, Microsemi und Xilinx sowie günstiger FPGA-Boards konkret umgesetzt. Dabei wird auf die Übertragbarkeit auf andere Systeme geachtet. Die verwendeten Entwicklungsumgebungen und FPGA-Boards werden ausserdem kurz vorgestellt.

Cord Elias konzentriert sich primär auf die Vermittlung von Fähigkeiten zum selbstständigen Umgang mit FPGAs. Er nimmt die Leserinnen und Leser an die Hand und leitet sie sicher durch eine Vielzahl von Details. Dass der Spass dabei nicht zu kurz kommt, versteht sich von selbst.

Der Quellcode zu allen Design-Beispielen steht zum Download bereit.