TechGI 2 für TI (Bachelor)

TechGI 2 - Praktikum

Technische Grundlagen der Informatik 2 - Praktikum ist ein begleitendes Modul zum TechGI_2_(Bachelor) für Technische Informatiker (im Bechalor System).

Organisatorisches

Die Lehrveranstaltung wird vom 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 VHDL, beim Schaltungen wird auf dem wissen aus TechGI_1_(Bachelor) basiert. 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.

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.

VHDL

Zum entwurd 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. Zum Lehrveranstaltung wird ein begleitendes Buch im elektronischer Form zur verfügung gestellt. Es gibt noch weitere empfehlenswerte Positionen im Universitätsbibliothek.

Arbeitsumgebung

ModelSim

Als Arbeitsumgebung wird ModelSim genutzt. Es ist eine Professionelle Arbeitsumgebung mit hohen Leistusngsfächigkeit. Es gibt versionen für meiste gängige Betriebssysteme. 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 Studentenprogram zu besorgen. Wie man mit dem Program arbeitet wird im Übung vorgestellt.

Laufanweisungen für Linux

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

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.

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.

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 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. Editiert können die VHDL Files z.B. mit Kate (über settings ist ein VHDL-Syntax Highlighting aktivierbar). Beispiele wie GHDL/GTKWave verwendet werden 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.