Der moderne Mensch ist taglich von zahlreichen mikroelektronischen Syste- men umgeben. Dies reicht von der Steuerung eines Rasierapparates uber die umfangreiche Elektronik in Kraftfahrzeugen mit bis zu 100 Prozessoren bis hin zu Computern. Fur den Entwurf fast aller technischen Produkte ist es daher von entscheidender Bedeutung, diese eingebetteten mikroelektro- nischen Komponenten effizient entwickeln zu koennen. Das vorliegende Buch dient dazu, diese Grundfertigkeit zukunftigen Informatikern und Ingenieu- ren zu vermitteln. VLSI-Entwurf ist keine schwarze Kunst, sondern beruht auf einer wohl- strukturierten Methodik. Es ist gerade diese Methodik, die es erlaubt, di- gitale Hardware enormer Komplexitat in immer kurzerer Zeit und mit ei- ner bemerkenswerten Fehlerfreiheit zu entwerfen. Das vorliegende Buch ent- wickelt daher in einem ausfuhrlichen ersten Teil diese Methodik. Die Auto- ren erlautern die wesentlichen Entwurfsprinzipien, wobei deutlich wird, dass die Strukturierung der Entwurfsaufgabe in wohldefinierte Sichten und Ab- straktionsebenen ein wesentliches methodisches Gerust darstellt. Eingefugt in dieses Gerust lassen sich verschiedene Entwurfsstile und darauf aufbau- end Entwurfsablaufe entwickeln, die dann schliesslich durch Werkzeuge un- terstutzt werden. Die Autoren machen in vorbildlicher Weise deutlich, dass der Entwurf digitaler Hardware letztlich die Transformation von Entwurfs- beschreibungen bedeutet. Ein recht ausfuhrlicher Abschnitt ist daher Ent- wurfssprachen und dabei insbesondere der Sprache VHDL gewidmet.

Als vor fast 40 Jahren ein Entwicklungsteam seiner hohen Direktion das Konzept und Teile einer neuen Rechenanlage vorstellte, machte das Wort vom "Elefanten" die Runde. Dessen ungeachtet machten sich einige Entwick- ler bereits Gedanken dariiber, wie man ein "Team" von etwa vier solchen Elefanten" zusammenbringen konnte, urn die damals anstehende Aufgabe " einer automatisierten Flugsicherung bewaJtigen zu konnen. Eine Elefantenherde? Mitnichten - schon damals gab es "Konzeptionisten", welche den "Elefanten" der auBeren Dimension nach sehrumpfen sahen. AI- lerdings gab erst die Technik integrierter Bauteile die Moglichkeit, den Ele- fanten bzw. Monoprozessor auf einem Chip zu realisieren und ihn damit auf die ihm gemaB Grosse zu reduzieren: Ein Chip als Ausgangspunkt bzw. als Einzeller einer neuen Generation von Automaten-Wesen, die sich aus Tausenden von solchen Einheiten zusammensetzt. Der Vergleieh mit der Darwin'schen Evolution liegt nahe. Die Natur benotigte einige Milliarden von Jahren fUr eine entsprechende Entwieklung vom Einzeller zu hoheren Organismen.

Dieses Buch ist aus einigen Kurseinheiten eines Fernstudienkurses zur Technischen Informatik an der Fernuniversitiit Hagen sowie aus mehreren Vorlesungen an der Technischen UniversWit Berlin und der Universitiit Dortmund hervorgegangen. Es behandelt die wichtigsten integrierten Schaltkreisfamilien, ihren Einsatz und ihre Anwendungen in dem Bereich der Schaltungen der Datenverarbeitung. Weiterhin werden die Organisation eines Mikroprozessors exemplarisch besprochen und die zur Mikroprogrammierung erforderlichen Halbleiterbausteine und ihre Schaltungsprinzipien dargestellt. Die Schaltungstechnik im Bereich der Datenverarbeitung hat durch die EinfUhrung der groBinte- grierten Schaltungen und Speicherbausteine in den letzten Jahren wesentliche Impulse erhalten. Hierzu haben die heute verfligbaren Mikroprozessoren ebenso beigetragehwie die Halbleiterspeicher hoher SpeicherkapazWit und die programmierbaren logischen Anordnungen.'(PLA's). -.'J .. Die Entwicklung zu immer universeller einsetzbaren Schaltungen wurde erst durch dj(;'GroBin- gration ermoglicht. Die Moglichkeiten der GroBintegration haben daher in starkem MaBe auch die Hardwaretechnik beeinfluBt. Das Spektrum der Schaltungstechnik im Bereich der Datenverarbei- tung reicht heute von den integrierten Schaltkreisfamilien, den Arithrnetisch-Logischen Einheiten, tiber die Halbleiterspeicher bis hin zu den programmgesteuerten Schaltwerken. Die Zukunft wird jedoch den programmgesteuerten Konzepten gehoren. Mikroprogrammierbare Steuerungen auf der Basis von Mikroprozessoren oder als mikroprogram- mierbare Schaltwerke auf der Basis von Halbleiterspeichern haben den Vorteil, daB Xnderungen in der Aufgabenstellung durch Anderung der Anwenderprogramme relativ einfach berticksichtigt werden konnen. Das mikroprograrurnierbare Steuerwerk wurde bereits 1951 von Wilkes angegeben. Jedoch erst mittels der heute zur Verfugung stehenden Halbleiterspeicher mit ihrer hohen Speicherkapazitiit und der Moglichkeit des Umprogrammierens wurde diese Form einer Steuerwerksrealisierung allgemeinen Anwendungsfallen zuganglich.