Jürgen Reichardt – författare

Die erweiterte 8. Auflage dieses Standardwerks ergänzt die bisherige Darstellung der VHDL-Simulation des Buches durch konkrete Benutzeranleitungen für den VHDL-Simulator ModelSim. Auch wird die Verwendung des Simulations- und Synthesewerkzeugs Vivado vorgestellt, erforderlich um VHDL-Code in neueren FPGAs der Fa. Xilinx zu implementieren. Mit ausgewählten Beispielen werden Implementierungen für Artix-FPGAs vorgestellt und diskutiert.

Die erweiterte 8. Auflage dieses Standardwerks ergänzt die bisherige Darstellung der VHDL-Simulation des Buches durch konkrete Benutzeranleitungen für den VHDL-Simulator ModelSim. Auch wird die Verwendung des Simulations- und Synthesewerkzeugs Vivado vorgestellt, erforderlich um VHDL-Code in neueren FPGAs der Fa. Xilinx zu implementieren. Mit ausgewählten Beispielen werden Implementierungen für Artix-FPGAs vorgestellt und diskutiert.

Das nun in der 5. Auflage vorliegende Lehrbuch enthält den Stoff für eine zweisemestrige Vorlesung zu den Grundlagen der Digitaltechnik sowie einer Einführung in den Entwurf digitaler Systeme. Das darin verwendete Konzept hat sich bewährt: Die dafür erforderlichen Grundkonzepte werden Schritt für Schritt zusammen mit den wesentlichen Sprachelementen der Hardwarebeschreibungssprache VHDL eingeführt. Durch Simulationen und Analysen von FPGA-Hardwareimplementierungen wird das Verständnis für die VHDL-Sprachkonstrukte systematisch geschärft.

Der Lehrstoff der Digitaltechnik wird durch einen von der Boole’schen Algebra und den Zahlensystemen über kombinatorische Logikschaltungen und einfache getaktete Schaltungen bis hin zu sequenziell operierenden Zustandsautomaten gespannten Bogen vermittelt. Darin eingebettet sind einführende Abschnitte zur VHDL-Simulation sowie zur FPGA-Implementierung mit Hilfe der Entwicklungsumgebung Vivado. Eine Einführung in den in der Industrie weit verbreiteten Simulator ModelSim findet sich im Anhang.

Weiterführende Kapitel widmen sich dem Entwurf digitaler Systeme, die nach dem Prinzip der Register-Transfer-Logik aufgebaut sind. Ein Schwerpunkt sind dabei Timing-Analysen digitaler Teilsysteme, die miteinander kommunizieren und untereinander synchronisiert werden müssen, um ein korrekt funktionierendes Gesamtsystem zu erhalten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Analyse und Optimierung des FPGA-Ressourcenverbrauchs durch Verwendung spezieller FPGA-Strukturen. Dafür werden vertiefende Kenntnisse zur Verwendung von Vivado vermittelt. Die VHDL-Modellierung von ROM- und RAM-Speichern, sowie Abschnitten zur (C)PLD- und FPGA-Hardware, runden den Lehrstoff zu den digitalen Systemen ab.

Der ausgezeichnete didaktische Aufbau unterstützt den Lernprozess: Den Kapiteln sind Lernziele vorangestellt und immer wieder werden grafische und tabellarische Übersichten sowie vertiefende Beispiele verwendet. Eine

Vielzahl von Übungsaufgaben mit Musterlösungen dient zur Lernkontrolle. Mit den Hinweisen zur Verwendung der Simulations- und Implementierungswerkzeuge kann sich der Leser auf seinem PC ein eigenes „Digitallabor" aufbauen, mit dem er die Aufgabenlösungen sowie eigene Fragestellungen selbstständig verifizieren kann.

Die Hardwarebeschreibungssprache VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Description Language) dient dem Entwurf der Hardwarekomponenten für komplexe Computer- und Consumer-Anwendungen. In diesem Lehrbuch wird, immer vor dem Hintergrund der Digitaltechnik, eine Einführung in Grundkonzepte aber auch detaillierter Einblick in die konkrete Synthese anhand von Beispielen gegeben.

Inhaltliche Neuerungen der 6. Auflage:

Die Entwurfsmethoden zur Digitaltechnik erleben seit einigen Jahren einen wesentlichen Paradigmenwechsel. Bisherige Methoden und Kenntnisse zum Digitaltechnikentwurf sind nicht mehr ausreichend. Industrie und Wissenschaft verlangen darüber hinaus die Fähigkeit zur Modellierung mit der Hardwarebeschreibungssprache VHDL. Das Konzept dieses Lehrbuchs erfüllt diese Anforderungen, indem die wesentlichen Sprachelemente von VHDL Schritt für Schritt parallel zu den Grundkenntnissen zum digitalen Schaltungsentwurf eingeführt werden. Der Leser ist nach dem Studium dieses Lehrbuchs in der Lage, einfache digitale Systeme zu verstehen und zu entwerfen, weil er zu allen Komponenten Funktion, Zeitverhalten sowie ein geeignetes VHDL-Entwurfsmuster zuordnen kann. Der ausgezeichnete didaktische Aufbau unterstützt dabei: Jedem Kapitel sind Lernziele vorangestellt; immer wieder werden grafische und tabellarische Übersichten sowie vertiefende Beispiele verwendet; eine Vielzahl von Übungsaufgaben mit Musterlösungen dient zur Lernkontrolle.

This handbook introduces a methodical approach and pragmatic concept for the planning and design of changeable factories that act in strategic alliances to supply the ever-changing needs of the global market.In the first part, the change drivers of manufacturing enterprises and the resulting new challenges are considered in detail with focus on an appropriate change potential.The second part concerns the design of the production facilities and systems on the factory levels work place, section, building and site under functional, organisational, architectural and strategic aspects keeping in mind the environmental, health and safety aspects including corporate social responsibility.The third part is dedicated to the planning and design method that is based on a synergetic interaction of process and space. The accompanying project management of the planning and construction phase and the facility management for the effective utilization of the built premises close the book.The AuthorsProf. em. Dr.-Ing. Dr. mult. h.c. Hans-Peter Wiendahl  has been director for 23 years of the Institute of Factory planning and Logistics at the Leibniz University of Hannover in Germany.Prof. Dipl.-Ing. Architekt BDA Jürgen Reichardt is Professor at the Muenster school of architecture and partner of RMA Reichardt – Maas – Associate  Architects in Essen Germany.Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis is Managing Director of the Institute of Factory Planning and Logistics at the Leibniz University of Hannover in Germany.