Entwicklung eines Kaffeeautomaten als FSM (Finite State Machine)

Term Paper , 2024 , 18 Pages , Grade: 1,7

Electrotechnology

Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, den Prozess der Entwicklung einer FSM für PGAs unter Verwendung der Hardware-Beschreibungssprache VHDL zu demonstrieren. Dabei soll insbesondere auf die Implementierung der FSM mithilfe der Software "Intel® Quartus® II" eingegangen werden.
In der heutigen digitalen Welt spielen Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) eine immer bedeutendere Rolle bei der Realisierung komplexer digitaler Schaltungen. Die flexible Natur von FPGAs ermöglicht es, maßgeschneiderte Logikschaltungen für eine Vielzahl von Anwendungen zu implementieren. Bei der Entwicklung solcher Schaltungen ist die Verwendung von Hardware- Beschreibungssprachen (HDL) wie VHDL von entscheidender Bedeutung, um die gewünschte Funktionalität zu definieren und zu realisieren. Die Finite State Machine (FSM) ist ein grundlegendes Konzept in der digitalen Schaltungstechnik, das es ermöglicht, den Zustand eines Systems in diskreten Schritten zu modellieren. FSMs finden in vielen Anwendungen Anwendung, darunter Steuerungslogik, Kommunikationsprotokolle und Codierer.

Inhaltsverzeichnis

• 1. Einleitung
• 1.1. Hintergrund
• 1.2. Problemstellung
• 1.3. Zielsetzung
• 1.4. Vorgehensweise
• 2. Theoretische Grundlagen
• 2.1. VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)
• 2.2. FSM und FSD
• 2.3. FPGA (Field Programmable Gate Array)
• 2.4. Die Software „Intel® Quartus® II“
• 2.5. Erstellung eines Grundkonzeptes
• 2.6. Implementierung in VHDL
• 2.7. Testbench
• 3. Schlussbetrachtungen
• 4. Literaturverzeichnis
• 5. Abbildungsverzeichnis
• 6. Anhang
• 6.1. Finite State Diagram

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit zielt darauf ab, den Entwicklungsprozess einer Finite State Machine (FSM) für Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) unter Verwendung der Hardware-Beschreibungssprache VHDL zu demonstrieren. Dabei wird insbesondere auf die Implementierung der FSM mithilfe der Software „Intel® Quartus® II“ eingegangen.

• Entwicklung einer FSM für FPGAs
• Anwendungen von VHDL in der digitalen Schaltungstechnik
• Implementierung einer FSM mithilfe von Intel® Quartus® II
• Grundlagen von FSM, FSD und FPGA
• Test und Funktionsanalyse der FSM

Zusammenfassung der Kapitel

Kapitel 1 führt in die Thematik der Arbeit ein und erläutert den Hintergrund, die Problemstellung, die Zielsetzung und die Vorgehensweise. Kapitel 2 behandelt die theoretischen Grundlagen von VHDL, FSM, FSD und FPGA. Dabei wird VHDL als Hardware-Beschreibungssprache vorgestellt und die Funktionsweise von FSMs und FSDs erläutert. Außerdem werden die Eigenschaften und Funktionsweise von FPGAs sowie die Software „Intel® Quartus® II“ beschrieben.

Schlüsselwörter

Finite State Machine (FSM), Field Programmable Gate Array (FPGA), VHDL, Hardware-Beschreibungssprache, Intel® Quartus® II, digitale Schaltungstechnik, Testbench, Funktionsanalyse, Entwicklungsprozess.

• College: AKAD University of Applied Sciences Stuttgart (Elektro- und Informationstechnik)
• Course: EBS46
• Grade: 1,7
• Author: Kai Stüber (Author)
• Publication Year: 2024
• Pages: 18
• Catalog Number: V1490363
• ISBN (PDF): 9783389047880
• ISBN (Book): 9783389047897
• Language: German
• Tags: EBS46