Einführung

Seit nunmehr 5 Jahren nimmt das Leibniz-Gymnasium regelmäßig an dem Wettbewerb  invent-a-chip teil. Bis 2017 haben es insgesamt 4 Team in die Praxisphase (10 bzw. 12 beste Chipideen bundesweit) geschafft. Dies hat die Fachschaft Physik und Informatik zum Anlaß genommen, ein eigenes Projekt zur Programmierung von FPGAs ins Leben gerufen. Während die Programmierung von Mikrocontrollern noch verhältnismäßig einfach ist, ist der Umgang mit der Programmierumgebung Quartus II 14.0 Webedition anspruchsvoll und zuerst mal nicht intuitiv.
Aus diesem Grund ist hier eine ausführliche Einleitung zu finden, die ein erstes kleines Testprojekt umfasst. Ausgehend von diesem Projekt sind dann weiterführende Projekte beschrieben, an deren Ende ein Schüler in der Lage sein sollte, selbstständig ein FPGA mit VHDL zu programmieren. Für das Jahr 2018 ist die Anschaffung von eigenen FPGA-Boards geplant. Aufgrund der hohen Kosten von über 500€ für das DE2-115 Board von Altera, werden wir wohl auf den kleineren Bruder ausweichen. Dieser ist deutlich preiswerter, ohne große Abstriche zu machen. Externe Bausteine, wie ein LCD-Display und AD/DA-Wandler sind ebenfalls geplant.
Auf die vielen Möglichkeiten von VHDL zur Simulierung von Hardware wird bei diesem Projekt bewußt verzichtet, es geht hier in erster Linie um die Programmierung eines FPGA-Boards.