TechGI 2 für TI (Bachelor): Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 5. März 2013, 18:21 Uhr

Musterklausuren

Bitte beachte die Hinweise zu Altklausuren.

Technische Grundlagen der Informatik 2 - Digitale Systeme ist ein TechGI 2 begleitendes Praktikum für Technische Informatiker.

Inhalt

Organisatorisches

Die Lehrveranstaltung wird vom Fachgebiet Rechnertechnologie angeboten. Es besteht ausschließlich aus Rechnerübungen in Kleingruppen, in denen VHDL vorgestellt wird und basierend auf Stoff aus TechGI2 Schaltungen entworfen werden.

In dieser Veranstaltung ist anhand der in Kleingruppen erbrachten Leistungen und mündlicher Rücksprachen beim Übungsleiter ein unbenoteter Schein zu erwerben. Zu den Leistungen gehört der Entwurf von Schaltungen in VHDL sowie das Erarbeiten von verschiedenen Theorieaufgaben.

Entwurf elektronischer Schaltungen

Ziel der Veranstaltung ist es, den Studierenden einen Überblick über den Entwurf, die Simulation und das Testen von Hardware mit Hilfe professioneller Simulationssoftware zu verschaffen.

VHDL

Zum Entwurf von Hardware wird die gängige Hardwarebeschreibungssprache VHDL genutzt. Es ist ein internationaler Standard und somit ist die Sprache auch sehr gut an mehreren Stellen dokumentiert. Zur Lehrveranstaltung wird ein begleitendes Buch in elektronischer Form zur Verfügung gestellt. Es gibt noch weitere empfehlenswerte Literatur in der Universitätsbibliothek.

Arbeitsumgebung

ModelSim

Als Arbeitsumgebung wird ModelSim genutzt. ModelSim ist eine professionelle, leistungsfähig Arbeitsumgebung, von der Versionen für die gängigsten Betriebssysteme zur Verfügung stehen. Es ist im ZRZ-Netz auf Sun-Rechner verfügbar. Dazu bietet das Unternehmen noch Studentenversionen mit Lizensen für 180 Tage (die man aber ohne Weiteres verlängern kann). Diese Version nur für Windowsumgebung verfügbar. Man muss dabei beachten, dass man nicht versehentlich die Evaluationsversion und dazu unabhängig die Studentenlizenz runterlädt, sondern die Studentenversion unter dem Link Studentenprogram. Wie man mit dem Program arbeitet wird in der Übung erläutert.

Remote-Verbindung ins Fakultätsnetz

Am einfachsten klappt's mit dem Oracle Virtual Desktop Client. Software herunterladen, starten, mit Server verbinden und man erhält einen Login-Screen identisch zu den SunRays in der Uni. Tipp: Immer richtig ausloggen, sonst klappt möglicherweise der nächste Login nicht und man muss warten, bis die Session ausläuft.

Man kann auch versuchen, sich zum Netz mit SSH zu verbinden und die X-Session weiterzuleiten. Die genauen Anweisugen stehen in dem Artikel über SSH zur verfügung. Es wird aber eine (sehr) schnelle und stabile Internetverbindung benötigt. Die Nachteile sind natürlich vor allem, dass man den Zugriff auf Dateien nicht offline hat.

Laufanweisungen für Linux

Es gibt mehrere Möglichkeiten die Studentenversion vom ModelSim unter Linux laufen zu lassen.

Wine

TODO: Es ist mir gelungen, ModelSim unter Wine zum laufen zu bringen. Irgendwie nutzte ich diese Option aber nicht mehr. Also irgendwas musste schiefgelaufen sein, bzw. ich habe einfach damals noch die falsche Version runtergeladen und deswegen aufgegeben. Also mutig probieren und hier Anweisungen einfügen.

Virtual Machine

Eine Möglichkeit ist es, eine Windows Virtual-Machine einzurichten und darauf ModelSim laufen zu lassen. Es geht auf modernen Rechnern recht schnell. Windows kann man sich frei über MSDNAA besorgen, also es sollte auch nicht das Problem sein. Freies Desktopvirtualisationsoftware gibt es für Linux auch genüg, z.B. KVM (bzw. QEMU), VMWare Server und VirtualBox.

Alternative: GHDL/GTKWave

Eine Alternative für ModelSim ist der freie gcc-basierende VHDL-Simulator GHDL. Er ist in den Paketquellen aller größeren Distributionen (Ubuntu, Gentoo :) ) und unterstützt VHDL87 und VHDL93 nahezu perfekt. Dazu erzeugt er Binaries der VHDL-Quellcodes, mit denen Waveform-Files (.vcd) erstellt werden können, die ihrerseits z.B. in GTKWave begutachtet werden können. Die VHDL Files können z.B. mit Kate (über Tools->Highlighting ist ein VHDL-Syntax Highlighting aktivierbar) editiert werden. Beispiele wie GHDL/GTKWave verwendet wird, findet man z.B. hier, auf Anfrage kann ich auch ein kleines Tutorial zusammenbauen. Das Vorführen mit GTKWave/GHDL wurde (zumindest bei mir) problemlos akzeptiert.

Alternative 2: VHDL Simili

VHDL-Simili ist ein kommerzieller VHDL-Simulator inkl. Waveform-Interface, der ModelSim _sehr_ ähnlich sieht. Die GUI basiert auch auf dem hässlichen TKL/TK, hat einen eigenen Quelltext-Editor mit Syntax Highlighting. Er ist in einer Speziellen Free-Version für Windows und Linux ohne Anmeldung kostenlos herunterladbar. Allerdings ist die Free-Version von der Leistung und Funktionsumfang eingeschränkt (Sollte für TechGI 2 Praktikum aber ausreichen) und die mitgelieferte Lizenz nur bis Oktober 2008 gültig (Stand Mai 08). Jedoch ist es gut Möglich, dass eine kostenlose Lizenzverlängerung der Free-Version bis dahin zur Verfügung gestellt wird.

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-==TechGI 2 - Praktikum==
+{{KlausurBox|TechGI_2}}
-'''Technische Grundlagen der Informatik 2 - Praktikum''' ist ein begleitendes Modul zum [[TechGI_2_(Bachelor)]] für Technische Informatiker (im Bechalor System).
+'''Technische Grundlagen der Informatik 2 - Digitale Systeme''' ist ein [[TechGI 2 (Bachelor)|TechGI 2]] begleitendes [[Praktikum]]  für [[Technische Informatik]]er.
+== Inhalt ==
 ===Organisatorisches===
-Die Lehrveranstaltung wird vom [http://manga.rt.cs.tu-berlin.de/ Fachgebiet Rechnertechnologie] angeboten. Es besteht ausschließlich aus Übungen im kleingruppen in dem VHDL vorgestellt wird und Schaltungen entworfen werden. Dabei ist das Schwehrpunkt die Sprache [[WikiPedia:VHDL|VHDL]], beim Schaltungen wird auf dem wissen aus [[TechGI_1_(Bachelor)]] basiert.
+Die Lehrveranstaltung wird vom [http://manga.rt.cs.tu-berlin.de/ Fachgebiet Rechnertechnologie] angeboten. Es besteht ausschließlich aus Rechnerübungen in Kleingruppen, in denen [[WikiPedia:VHDL|VHDL]] vorgestellt wird und basierend auf Stoff aus TechGI2 Schaltungen entworfen werden.
-In diesem Veranstaltung ist ein unbenoteter Schein zu erwerben anhand der in Kleingruppen erbrahten Leistungen mit mündlichen Rucksprache beim Übungsleiter. Zu den Leistungen gehört das Entwurf von Schaltungen im VHDL sowie das erarbeiten von verschiedenen Theorieaufgaben.
+In dieser Veranstaltung ist anhand der in Kleingruppen erbrachten Leistungen und mündlicher Rücksprachen beim Übungsleiter ein unbenoteter Schein zu erwerben. Zu den Leistungen gehört der Entwurf von Schaltungen in VHDL sowie das Erarbeiten von verschiedenen Theorieaufgaben.
 ===Entwurf elektronischer Schaltungen===
-Zeil des Veranstaltungs ist es ein Überblick beim Studiereneden zu schaffen über dem Entwurf von Hardware mit Unterschtützung von Profesionellen Simulationssoftware. Dazu gehört auch das Simulieren und Testen von dem entworfenen Bausteinen.
+Ziel der Veranstaltung ist es, den Studierenden einen Überblick über den Entwurf, die Simulation und das Testen von Hardware mit Hilfe professioneller Simulationssoftware zu verschaffen.
 ===VHDL===
-Zum entwurd von Hardware wird die gängige Hardwarebeschreibungssprache [[WikiPedia:VHDL|VHDL]] genutzt. Es ist ein internationaler Standard und somit ist die Sprache auch sehr gut an mehreren Stellen dokumentiert. Zur Lehrveranstaltung wird ein begleitendes Buch in elektronischer Form zur Verfügung gestellt. Es gibt noch weitere empfehlenswerte Positionen in der Universitätsbibliothek.
+Zum Entwurf von Hardware wird die gängige Hardwarebeschreibungssprache [[WikiPedia:VHDL|VHDL]] genutzt. Es ist ein internationaler Standard und somit ist die Sprache auch sehr gut an mehreren Stellen dokumentiert. Zur Lehrveranstaltung wird ein begleitendes Buch in elektronischer Form zur Verfügung gestellt. Es gibt noch weitere empfehlenswerte Literatur in der Universitätsbibliothek.
 ==Arbeitsumgebung==
 ===ModelSim===
-Als Arbeitsumgebung wird [http://www.model.com/ ModelSim] genutzt. Es ist eine Professionelle Arbeitsumgebung mit hohen Leistusngsfächigkeit. Es gibt versionen für meiste gängige Betriebssysteme.
+Als Arbeitsumgebung wird [http://www.model.com/ ModelSim] genutzt. ModelSim ist eine professionelle, leistungsfähig Arbeitsumgebung, von der Versionen für die gängigsten Betriebssysteme zur Verfügung stehen.
-Es ist im ZRZ-Netz auf Sun-Rechner verfügbar. Dazu bietet das Unternehmen noch Studentenversionen mit Lizensen für 180 Tage (die man aber ohne weiteres verlängern kann falls nötig). Leider ist diese Version nur für Windowsumgebung verfügbar. Man muss dabei beachten beim Downloaden nicht die Evaluationsversion zu unterladen und dazu unabhängig die Studentenlizenz, sondern das ganze Program sich gleich über den [http://www.model.com/resources/student_edition/download.asp Studentenprogram] zu besorgen.
+Es ist im ZRZ-Netz auf Sun-Rechner verfügbar. Dazu bietet das Unternehmen noch Studentenversionen mit Lizensen für 180 Tage (die man aber ohne Weiteres verlängern kann). Diese Version nur für Windowsumgebung verfügbar. Man muss dabei beachten, dass man nicht versehentlich die Evaluationsversion und dazu unabhängig die Studentenlizenz runterlädt, sondern die Studentenversion unter dem Link [http://www.model.com/resources/student_edition/download.asp Studentenprogram].
-Wie man mit dem Program arbeitet wird im Übung vorgestellt.
+Wie man mit dem Program arbeitet wird in der Übung erläutert.
+===Remote-Verbindung ins Fakultätsnetz===
+Am einfachsten klappt's mit dem [http://www.eecs.tu-berlin.de/irb/v-menu/dienstleistungen/sicherer_zugriff/ovdc/ Oracle Virtual Desktop Client]. Software herunterladen, starten, mit Server verbinden und man erhält einen Login-Screen identisch zu den SunRays in der Uni. Tipp: Immer richtig ausloggen, sonst klappt möglicherweise der nächste Login nicht und man muss warten, bis die Session ausläuft.
+Man kann auch versuchen, sich zum Netz mit SSH zu verbinden und die X-Session weiterzuleiten. Die genauen Anweisugen stehen in dem Artikel über [[SSH]] zur verfügung. Es wird aber eine (sehr) schnelle und stabile Internetverbindung benötigt. Die Nachteile sind natürlich vor allem, dass man den Zugriff auf Dateien nicht offline hat.
 ===Laufanweisungen für Linux===
-Es gibt mehrere Möglichkeiten die Studentenversion vom ModelSim unter Linux zu laufen.
+Es gibt mehrere Möglichkeiten die Studentenversion vom ModelSim unter Linux laufen zu lassen.
 ====Wine====
-TODO: Es ist mir gelungen ModelSim unter Wine zum laufen zu kriegen. Irgendwie nutzte ich diese Option aber nicht mehr. Also was musste schiefgelaufen haben, bzw. ich habe einfach damals noch die falsche Version untergeladet und daswegen aufgegeben. Also mutig probieren und hier anweisungen einfügen.
+TODO: Es ist mir gelungen, ModelSim unter Wine zum laufen zu bringen. Irgendwie nutzte ich diese Option aber nicht mehr. Also irgendwas musste schiefgelaufen sein, bzw. ich habe einfach damals noch die falsche Version runtergeladen und deswegen aufgegeben. Also mutig probieren und hier Anweisungen einfügen.
 ====Virtual Machine====
-Eine Möglichkeit ist es, eine Windows Virtual-Machine zu einrichten und dadraf ModelSim zu laufen. Es geht auf modernen Rechnern recht schnell. Windows kann man sich frei über [[MSDNAA]] besorgen, also es sollte auch nicht das Problem sein. Freies Desktopvirtualisationsoftware gibt es für Linux auch genüg, z.B. KVM (bzw. QEMU), VMWare Server und VirtualBox.
+Eine Möglichkeit ist es, eine Windows Virtual-Machine einzurichten und darauf ModelSim laufen zu lassen. Es geht auf modernen Rechnern recht schnell. Windows kann man sich frei über [[MSDNAA]] besorgen, also es sollte auch nicht das Problem sein. Freies Desktopvirtualisationsoftware gibt es für Linux auch genüg, z.B. KVM (bzw. QEMU), VMWare Server und VirtualBox.
-====X-Weiterleitung vom CS-Netz====
-Man kann auch versuchen sich zum CS-Netz mit SSH zu verbinden und die X-Session weiterzuleiten. Die genauen Anweisugen stehen in dem Artikel über [[SSH]] zur verfügung. Es wird aber eine (sehr) schnelle und stabile Internetverbindung benötigt. Die Nachteile sind natürlich vor allem dass man dem zugriff auf Dateien nicht offline hat.
 ====Alternative: GHDL/GTKWave====
 Eine Alternative für ModelSim ist der freie gcc-basierende VHDL-Simulator [http://ghdl.free.fr/ GHDL].
-Er ist in den Paketquellen aller größeren Distributionen (Ubuntu, Gentoo :) ) und unterstützt VHDL87 und VHDL93 nahezu perfekt. Dazu erzeugt er Binaries der VHDL-Quellcodes, mit denen Waveform-Files (.vcd) erstellt werden können, die ihrerseits z.B. in [http://home.nc.rr.com/gtkwave/ GTKWave] begutachtet werden können. Die VHDL Files können z.B. mit Kate (über Tools->Highlighting ist ein VHDL-Syntax Highlighting aktivierbar) editiert werden.
+Er ist in den Paketquellen aller größeren Distributionen (Ubuntu, Gentoo :) ) und unterstützt VHDL87 und VHDL93 nahezu perfekt. Dazu erzeugt er Binaries der VHDL-Quellcodes, mit denen Waveform-Files (.vcd) erstellt werden können, die ihrerseits z.B. in [http://gtkwave.sourceforge.net/ GTKWave] begutachtet werden können. Die VHDL Files können z.B. mit Kate (über Tools->Highlighting ist ein VHDL-Syntax Highlighting aktivierbar) editiert werden.
 Beispiele wie GHDL/GTKWave verwendet wird, findet man z.B. [http://fpgalibre.sourceforge.net/ingles.html#tp18 hier], auf Anfrage kann ich auch ein kleines Tutorial zusammenbauen.
 Das Vorführen mit GTKWave/GHDL wurde (zumindest bei mir) problemlos akzeptiert.
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 ====Alternative 2: VHDL Simili====
 [http://www.symphonyeda.com/products.htm VHDL-Simili] ist ein kommerzieller VHDL-Simulator inkl. Waveform-Interface, der ModelSim _sehr_ ähnlich sieht. Die GUI basiert auch auf dem hässlichen TKL/TK, hat einen eigenen Quelltext-Editor mit Syntax Highlighting. Er ist in einer Speziellen Free-Version für Windows und Linux ohne Anmeldung kostenlos herunterladbar. Allerdings ist die Free-Version von der Leistung und Funktionsumfang eingeschränkt (Sollte für TechGI 2 Praktikum aber ausreichen) und die mitgelieferte Lizenz nur bis Oktober 2008 gültig (Stand Mai 08). Jedoch ist es gut Möglich, dass eine kostenlose Lizenzverlängerung der Free-Version bis dahin zur Verfügung gestellt wird.
 [[Kategorie: Lehrveranstaltungen]]
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