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.