Grundlagen der Digitaltechnik
Computer und alle elektronischen Geräte basieren auf Digitaltechnik – es gibt nur 0 und 1. Elektronische Schalter entscheiden zwischen diesen beiden Zuständen, also 1 = ein(-geschaltet) und 0 = aus(-geschaltet). Diese können bei Bedarf milliardenfach miteinander verknüpft werden. So werden unterschiedlichste Anwendungen umgesetzt.
Diese „Schalter" sind sogenannte Logikgatter, von denen es insgesamt sieben verschiedene Grundtypen gibt. Die bekanntesten logischen Operatoren sind UND (engl.: AND), ODER (engl.: OR) und NICHT (engl.: NOT). Ein Gatter hat einen oder höchstens zwei Eingänge und immer nur einen Ausgang. Ein UND-Gatter ist zum Beispiel so definiert, dass der Ausgang nur dann 1 ist, wenn der erste Eingang UND der zweite Eingang gleich 1 sind. Beim ODER-Gatter ist der Ausgang nur dann gleich 1, wenn der erste ODER der zweite Eingang gleich 1 ist. Nun lassen sich diese Logikgatter vielfach miteinander verbinden. Sie bilden dann die Bedingungen für Aktionen oder Anwendungen ab. Hier muss man im Vorfeld genau überlegen, welche Zustände definiert werden sollen. Zum Beispiel bei einer Bustür: Die Tür soll automatisch nach fünf Sekunden geschlossen werden ODER manuell durch den Busfahrer. UND nur dann, wenn eine Lichtschranke zeigt, die Tür ist NICHT blockiert. Diese Bedingungen lassen sich dann in einer Schaltung mit den drei Gattern darstellen, wenn diese korrekt miteinander verbunden sind.
Mit einer Hardwarebeschreibungssprache können wir die Logik auf dem FPGA-Board bestimmen. Und verschiedene Sensoren oder Aktoren anschließen, um unsere Ideen umzusetzen und auch zu zeigen.
