Malebela a Lefang Haholo bakeng sa Baenjineri ba FPGA ba Hola 700k Selemo le Selemo

Bakeng sa baenjiniere ba FPGA ba batlang ho fumana moputso o phahameng, ho na le maano a 'maloa a bohlokoa a lokelang ho nahanoa. Pele ho tsohle, ho matlafatsa bokhoni ba hau ho moralo le nts'etsopele ea FPGA ho bohlokoa. Ho ba setsebi sa lipuo tse kang Verilog le VHDL, hammoho le ho tseba lisebelisoa le liforomo tsa FPGA, ho tla u etsa letlotlo la bohlokoa tšimong.

E se e le lilemo tse fetang leshome ho tloha ha ke qala ho kopana le FPGA matsatsing a ka a univesithi. Ke ntse ke hopola thabo ea ho qeta liteko tse kang li-stopwatches tsa digital, li-quiz buzzers, le linotlolo tsa password sethaleng sa EDA ka lekhetlo la pele. Ka nako eo, ke ne ke e-s'o fumane lipuo tse hlalosang lisebelisoa tsa HDL, kahoo meralo e ne e hahiloe ho sebelisoa lisebelisoa tsa logic tsa 74-series tikolohong ea meralo ea MAX + plus II. Hamorao, nakong ea lithuto tsa ka tsa morao-rao le mosebetsi o latelang, ke ile ka sebelisa Quartus II, Motheo, ISE, le Libero, hape ka ithuta puo ea Verilog HDL. Ka mokhoa ona oa ho ithuta, butle-butle ke ile ka ananela bohlale ba Verilog. Ke ile ka hlokomela hore karoloana e nyenyane ea khoutu e ka phetha meralo e rarahaneng ea moralo, 'me ho nkeha le ho sebetsa ha puo ho ne ho le matla ho feta tsa meralo ea moralo.

Bohlokoa ba Maemo ho FPGA Logic Design

Metsoalle e sebelitseng indastering ea tseba hore lik'hamphani li hatisa litekanyetso, haholo-holo bakeng sa meralo e meholo (ebang ke software kapa hardware). Ho batla ho sa khonehe ho finyella ntle le ho latela litekanyetso. Moralo oa logic ha ho mokhelo: haeba u sa latele litekanyetso, u ka fumana liphoso ha u lokisa phoso khoeli hamorao. Ha u hetla morao ho khoutu eo u e ngotseng, e kanna eaba u lebetse lits'ebetso tse ngata tsa matšoao, re sa bue ka ho hlahloba liphoso. Haeba motho a tloha bohareng ba morero, mohlahlami mohlomong o tla tlameha ho qala moralo ho tloha qalong. Haeba u hloka ho kenyelletsa likarolo tse ncha ho mofuta oa mantlha, ho ka etsahala hore u qale hape, ho etsa hore ho be thata ho fihlela moralo o sebetsang hape.

Mabapi le logic, ke nahana hore litekanyetso tse latelang li bohlokoa:

1. Litokomane tsa Moqapi: Maikutlo a moralo, ts'ebetsong e qaqileng, joalo-joalo, e lokela ho ngoloa litokomaneng, 'me feela ka mor'a tlhahlobo e tiileng le tumello e ka etsoang mohato o latelang oa mosebetsi. Mokhoa ona o ka boloka morero o le boemong bo laolehang le bo ka finyelloang.
2. Code Standardization: Beakanya mabitso a lets'oao, sebelisa litlhaku tse tlase bakeng sa mabitso a matšoao le litlhaku tse kholo bakeng sa liparamente, tšoaea matšoao a tlase ka matla. _n qetellong (mohlala, rst_n), le ho hlophisa matšoao a koung ka lets'oao le le leng bakeng sa ho lemoha liphoso habonolo ha ho netefatsoa.
3. Taolo ea Sebaka sa Ts'ebetso: Sebelisa oache e le 'ngoe feela bakeng sa mojule ka mong, 'me u sebelise mojule o ikhethileng bakeng sa ho itšehla thajana ho meralo e kenyelletsang libaka tse ngata tsa oache ho lumella synthesizer ho etsa sephetho se nepahetseng haholoanyane.
4. Qoba Combinatorial Logic bakeng sa Latches: Meralong ea FPGA, ha ho lumelloe ho sebelisa mohopolo o kopaneng ho hlahisa li-latches. Li-latches tse nang le D flip-flops li lumelletsoe, joalo ka lirejistara tsa tlhophiso.
5. Kamahanyo ya Letshwao: Ka kakaretso, matšoao a kenang FPGA a tlameha ho hokahanngoa pele ho eketsa maqhubu a ts'ebetso ea sistimi.
6. Ngolisa Litholoana Tsohle: Litholoana tsohle tsa mojule li lokela ho ngolisoa ho eketsa khafetsa ea ho sebetsa le ho fihlela khokahano ea nako moralong.
7. Qoba Lioache tse Kekeng: Ntle le haeba e le moralo o fokolang oa matla, u se ke ua sebelisa lioache tse nang le li-gate, kaha sena se tla eketsa ho se tsitse ha moralo.
8. Oache Nobles Signals: Ha ho lumelloe ho sebelisa matšoao a arotsoeng ka li-counters e le lioache tsa li-module tse ling. Ho e-na le hoo, sebelisa oache ho nolofalletsa matšoao.

Moralo oa Nako bakeng sa Ts'ebetso e Phahameng

Mookameli oa ka o na le semelo sa ho sebetsa Huawei le Junlong, kahoo ka tlhaho, o re boleletse ka mekhoa e meng ea meralo ea logic ho Huawei le Altera. Litekanyetso tsa projeke ea rona ha e le hantle li ipapisitse le litloaelo tsa Huawei. Likhoeling tse 'maloa tse fetileng tsa mosebetsi, ntho e ileng ea nkama ka ho fetesisa e ne e le polelo e ho Huawei: nako e entsoe, ha e etsoe kapa e entsoe. Khamphani ea rona, morero o mong le o mong o hlahlojoa ka thata. Ke feela ka mor'a hore tlhahlobo e fetisetsoe mohato o latelang oa mosebetsi o ka etsoang. Ho nka mohlala oa moralo oa logic, ho e-na le ho qala ho ngola khoutu hang-hang, re lokela ho qala ka ho ngola moralo oa kakaretso oa moralo le moralo o qaqileng oa moralo oa logic. Ka mor'a hore merero ena e hlahlojoe 'me e nkoe e ka khoneha, ho ka qala ho kenya likhoutu. Ka kakaretso, nako e sebelisoang mesebetsing ena e kholo haholo ho feta nako e sebelisoang ho khouta.

Morero oa kakaretso o kenyelletsa haholo-holo karohano ea li-module, matšoao a sebopeho le nako ea li-module tsa boemo ba pele le ba boemo ba bobeli, le mokhoa oa ho leka moralo nakong e tlang. Boemong bona ba moralo, ho bohlokoa ho netefatsa hore nako e kopana ho mojulung oa boemo ba pele ('me qetellong e be mojulung oa boemo ba bobeli). See se bolelang? Ha re etsa moralo o qaqileng, ka sebele re tla etsa litokiso ho nako ea matšoao a mang. Leha ho le joalo, liphetoho tsena tsa nako li ka ama haholo mojule oa boemo ba pele, eseng moralo oohle. Ke hopola ha ke ne ke le sekolong, kaha ke ne ke sa utloisise moralo oa nako, hangata ke ne ke tlameha ho lokisa nako ea matšoao a mang a module hobane nako ea lets'oao le le leng e ne e sa fihlellehe, e leng ntho e neng e nyahamisa haholo.

Ka moralo o qaqileng oa moralo oa logic, re se re hlophisitse nako ea sebopeho sa boemo bo bong le bo bong ba li-module, le hore na boemo bo bong le bo bong ba li-module bo kengoa ts'ebetsong joang. Hobane re fihletse sena, khouto ka tlhaho e ba kapele. Habohlokoa ka ho fetisisa, mokhoa ona o ka boloka moralo o le boemong bo laolehang 'me oa thibela tlhokahalo ea ho qala moralo oohle ka lebaka la liphoso sebakeng se le seng.

Ke lintlha life tse amang maqhubu a ts'ebetso ea potoloho?

Maqhubu a ho sebetsa a potoloho a amana haholo le ho lieha ho phatlalatsoa ha pontšo pakeng tsa li-registas le oache skew. Haeba oache ho FPGA e tsamaea meleng e melelele, skew ea oache e nyane haholo mme e ka hlokomolohuoa. Mona, bakeng sa ho nolofatsa, ho nahanoa feela lintlha tse amang ho lieha ho phatlalatsoa ha matšoao. Ho lieha ho phatlalatsoa ha lets'oao ho kenyelletsa tieho ea ho bula le ho koala ea ngoliso, tieho ea tsela, le tieho ka mohopolo o kopaneng. E le ho eketsa nako ea ho sebetsa ha potoloho, re lokela ho sebetsana le tieho ena e meraro le ho etsa hore e be nyenyane kamoo ho ka khonehang.

1. Fokotsa Tieho ka ho Fetola Tsela: Hlalosa ho tsamaisoa ha matšoao a mang a bohlokoa, joalo ka lioache le matšoao a taolo, ho etsa hore li fete. FPGA hanyane kamoo ho ka khonehang. Sena se ka fokotsa tieho ea ho tsamaisa tsela.
2. Fokotsa Palo ea Combinatorial Logic: Sebelisa litafole tsa ho sheba (LUT) ka hohle kamoo ho ka khonehang ho e-na le liheke tsa logic. Ho phaella moo, batho ba bang ba sebelisa li-register tse entsoeng ka cascaded ho fokotsa palo ea liheke, empa tsela e molemohali ke ho sebelisa lipeipi ho fokotsa palo ea liheke.

Ka kakaretso, ho fokotsa palo ea liheke le ho fetola tsela eo potoloho e tsamaeang ka eona ke litsela tse sebetsang tsa ho eketsa maqhubu a ts'ebetso ea potoloho. Moralong oa 'nete, hangata ke motsoako oa tsona ka bobeli. Leha ho le joalo, sena ha se sa fellang. Maemong a mang, ho fetola tsela eo potoloho e tsamaeang ka eona ho ka 'na ha se ke ha fokotsa tieho, 'me tsela e sebetsang ka ho fetisisa ke ho fokotsa palo ea liheke.

Mathata a Moralo oa Meralo: Meaho ea Sisteme le Tiiso ea Ketsiso

Ha ke qala ho kena k'hamphaning, mookameli oa ka o ile a mpolella hore bothata ba moralo oa logic ha bo teng moralong oa khoutu ea boemo ba RTL, empa ke moralo oa meralo ea meralo le netefatso ea papiso. Hajoale, Chaena, ho na le khatiso e eketsehileng ea meralo e ka etsoang, empa ha ho bonahale ho na le tlhaiso-leseling e ngata mabapi le moralo oa meralo ea meralo le netefatso ea papiso, e ka bonts'ang boemo bo tlase ba moralo China.

Ha ke ntse ke le sekolong, ke ne ke lula ke nahana hore hafeela khoutu ea boemo ba RTL e ntse e etsoa hantle, netefatso ea ho etsisa e ne e le mokhoa feela, kahoo ke ile ka hlokomoloha syntax ea tlhaloso ea boitšoaro ba HDL 'me ke ne ke le leqe ho ithuta ka li-testbenches-hobane ke ne ke nahana. ho hula maqhubu a maqhubu ho ne ho le bonolo; Ke ne ke sa tsebe letho ka moralo oa meralo ea sistimi. E bile feela ha ke kopana le lintho tse ling k'hamphaning moo ke ileng ka hlokomela hore e fapane ka ho feletseng.

Ha e le hantle, linaheng tse ling, nako le basebetsi ba sebelisitsoeng ho netefatsa papiso e ka 'na ea e-ba habeli ho sebelisoa khoutu ea boemo ba RTL. Joale, netefatso ea papiso ke tsela ea bohlokoa ea ho rala li-chips tsa liheke tse limilione.

Netefatso ea Ketsiso: Mohlala le Boiketsetso

Bothata ba ho netefatsa papiso bo itšetlehile haholo ka mokhoa oa ho etsa mohlala ho netefatsa ka ho feletseng le ka nepo ho nepahala ha moralo (haholo-holo ho eketsa tšireletso ea khoutu). Ts'ebetsong ena, lebelo la netefatso le lona le bohlokoa.

Netefatso, ka mantsoe a bonolo, ke mokhoa oa ho hlahisa tšireletso e lekaneng ea mehloli ea tšusumetso ebe o bona liphoso. Ka bonna, ke nahana hore ka netefatso ea papiso, ntho ea mantlha ke ho fihlela boiketsetso ba netefatso. Ke ka lebaka leo re lokelang ho ngola li-testbenches. Ho e 'ngoe ea meralo ea ka ea hajoale, ho nka nako e ka etsang hora bakeng sa papali e' ngoe le e 'ngoe ea ketsiso (eo ha e le hantle e leng moralo o monyane). Kaha ho hula maqhubu a maqhubu a ke ke a finyella boiketsetso ba ho netefatsa, haeba re etsisa ka ho hula maqhubu a maqhubu, pele, sebopeho sa maqhubu se tla huleloa lefung (haholo-holo bakeng sa meralo e nang le li-algorithms tse rarahaneng le kabo ea lipalo-palo), ea bobeli, ho sheba waveform e tla ba e bolaeang, 'me ea boraro, sekhahla sa ho lemoha liphoso se batla se le zero. Joale mokhoa oa ho fihlela automation? Boemo ba ka bo ntse bo fokola haholo, kahoo nka bua ka bokhutšoanyane feela ka BFM (mohlala oa ts'ebetso ea libese).

Ho nka mohlala oa ho etsa mokokotlo oa MAC (sefofane se ka morao ke bese ea PCI), re hloka MAC_BFM, PCI_BFM, le PCI_BM (mohlala oa boitšoaro ba PCI). Mosebetsi o ka sehloohong oa MAC_BFM ke ho hlahisa liforeimi tsa Ethernet (mehloli ea ts'usumetso), tse nang le bolelele bo sa reroang le lihlooho tsa foreimi, 'me litaba le tsona li na le tšohanyetso. Ha e ntse e romela, e boetse e e kopitsa ho PCI_BM; mosebetsi oa PCI_BFM ke ho etsisa boitšoaro ba bese ea PCI, mohlala, ha sesebelisoa se tlas'a teko se fumana foreimi e nepahetseng, se tla romela kopo ho bese ea PCI, 'me PCI_BFM e tla arabela ho eona ebe e tlisa lintlha; mosebetsi o ka sehloohong oa PCI_BM ke ho bapisa seo MAC_BFM e se romelang le seo PCI_BFM e se fumanang. Kaha e na le tlhahisoleseding ea ho romela MAC_BFM le tlhahisoleseding e amohelang PCI_BFM, hafeela moralo o utloahala, o ka khona ho itlhahloba ka ho feletseng le ka ho feletseng hore na sesebelisoa se tlas'a teko se sebetsa ka mokhoa o tloaelehileng, kahoo se finyella ho fumanoa ka mokhoa o itekanetseng.

Huawei ho hakanngoa hore e ntse e sebetsa hantle haholo netefatsong ea papiso naheng ea China. Ba thehile sethala se batlang se le setle sa netefatso, mme bongata ba BFM bo amanang le puisano bo sebetsa hantle. Ke utloile ho motsoalle oa ka hore hona joale ba hloka feela ho beha sesebelisoa tlas'a teko sethaleng sa teko le ho lokisa li-parameter ho bona hore na sesebelisoa se tlas'a teko se sebetsa hantle.

Mehopolo ea Puo

Mabapi le lipuo tsa HDL, batho ba bangata Chaena ba phehisana khang ka hore na ke efe e molemo pakeng tsa VHDL le Verilog. Ha e le hantle, 'na ka bonna ke nahana hore sena ha se na moelelo haholo. Boholo ba lik'hamphani tse kholo ka ntle li sebelisa Verilog bakeng sa khoutu ea boemo ba RTL, kahoo ke ntse ke khothaletsa bohle ho ithuta Verilog ka hohle kamoo ho ka khonehang. Mabapi le papiso, hobane VHDL e fokola ho feta Verilog ho mohlala oa boitšoaro, ho na le mefuta e fokolang haholo ea papiso e entsoeng ka VHDL. Ehlile, Verilog le eona ha e ea nepahala. Ha e le hantle, bokhoni ba Verilog ba ho etsa mohlala o rarahaneng oa boitšoaro le bona bo na le moeli. Ka mohlala, ha e e-s'o tšehetse lihlopha. Meralong e meng e rarahaneng ea algorithm, lipuo tsa boemo bo holimo lia hlokahala bakeng sa ho khutsufatsa ho hlalosa mekhoa ea boitšoaro. Linaheng tse ling, mefuta e mengata ea papiso e etsoa ho sebelisoa puo ea SystemC le E, 'me ho sebelisa Verilog ho nkoa e le nako. Sethala sa netefatso sa Huawei naheng ea China se bonahala se ngotsoe ho SystemC.

Maikutlo a Bokamoso

Mabapi le moralo oa meralo ea sistimi, hobane moralo oo ke sebetsang ho ona ha oa lekana, ha ke na boiphihlelo bo bongata. Ke ikutloa eka ke tlameha ho ba le tsebo e itseng ea kaho ea tsamaiso ea k'homphieutha. Motheo oa mantlha oa karohano ke ts'ebetso, e lateloang ke ho khetha sebopeho se nepahetseng sa libese, sebopeho sa polokelo, le meralo ea processor. Karohano ea meralo ea meralo e lokela ho etsa hore mojule o mong le o mong o sebetsang o hlake ebile o bonolo ho o kenya tšebetsong. Ke nahana hore ke tla arolelana lintlha tse ling ka mor'a hore ke be le phihlelo e nyenyane karolong ena ka mor'a nakoana, kahoo nke ke ka u khelosa hajoale.

Maikutlo a Motho

Qetellong, e re ke akaretsa ka bokhutšoanyane. Tsohle li theoha ho itloaetsa haholoanyane, ho nahana haholoanyane, le ho botsa lipotso tse ngata. Ho itloaetsa ho etsa hore motho a phethahale. Ho molemo ho itlhakisa ka bouena ho e-na le ho bala litharollo tsa ba bang ka makhetlo a lekholo. Tšusumetso ea ho itloaetsa karolo e 'ngoe e tsoa ho thahasello 'me karolo e 'ngoe ke khatello. Ke nahana hore taba ena ea morao-rao e bohlokoa haholo. Ho ba le litlhoko ho tla baka khatello habonolo, ke hore, ho molemo ho itloaetsa ho nts'etsopele ea morero ho e-na le ho ithuta molemong oa ho ithuta.

Ha u ntse u itloaetsa, u lokela ho nahana haholoanyane le ho nahana ka mabaka a mathata. Ka mor'a ho rarolla mathata, botsa hore na ke hobane'ng ha makhetlo a 'maloa hape. Hona hape ke mokhoa oa ho bokella phihlelo. Haeba u na le tloaelo ea ho ngola lintlha tsa projeke, ho molemo le ho feta. Ngola mathata, mabaka, tharollo, le mekhoa e rarollotsoeng ho eona. Qetellong, botsa lipotso tse ling. Haeba u sa khone ho rarolla bothata ka mor'a ho nahana ka bona, botsa. Etsoe, bokhoni ba motho ka mong bo lekanyelitsoe. Botsa liithuti-'moho le uena, basebetsi-'moho, li-search engines, le basebelisi ba marang-rang. Sengoloa kapa tataiso ea metsoalle e ka u thusa ho rarolla mathata kapele.

fihlela qeto e

Kamora papiso e sebetsang, kaha re ntse re rala ho FPGA, khoutu ea boemo ba RTL e netefalitsoe hore e tla lumellana le sephetho sa motsoako le sephetho sa papiso e sebetsang nakong ea moralo. Ha feela tlaleho ea nako e tsitsitseng ka mor'a hore moralo oa motsoako o se ke oa lemosoa khahlanong le ho tlōla lithibelo tsa nako, re ka tsoela pele ho lokisa boto. Ebile, ho Huawei le ZTE, le bona ha ba etse papiso ea nako ha ba rala FPGA hobane ketsiso ea nako e nka nako e ngata mme phello ha e hlile ha e betere ho feta ho sheba tlaleho ea tlhahlobo ea nako e tsitsitseng.

Ehlile, haeba e le moralo oa ASIC, mosebetsi oa netefatso ea papiso o moholo. Ha e kenyelletsa moralo oa domain oa lioache tse ngata, papiso ea morao-rao hangata e etsoa. Leha ho le joalo, pele ho etsoa papiso ea morao-rao, lisebelisoa tsa netefatso tse hlophisitsoeng hangata li sebelisoa mme tlaleho ea tlhahlobo ea nako e tsitsitseng e sebelisoa ho hlahloba hore na ha ho na tlolo efe kapa efe ea litlhoko tsa moralo. Ka mor'a ho etsa sena, mosebetsi oa post-simulation o ka ba o monyenyane haholo.

Haeba tlhoko ena e ama ho ntsha kapa ho lokolla tlhahiso, e bapise le ho bapisa ho fumana dikarolo tsa elektroniki le ho qeta bokaholimo pele o romela difaele tsa ho qetela bakeng sa tlhahlobo.