����������� ���������������� �������������� ��������� �� ���� FPGA (original) (raw)

���� ������, ���� �������

B �������� �������� ��� ������� ����� ��������� ������������ ������� HDL-�������������� � ������� ��� ����� ��������������� �����������.

� ��������� ����� ������������ ����������� ���������������� �������������� ������������������ ������������ ���� (ASIC) �������� � ���� ���� ����� ����� ������� � �������� ��� �� ����� HDL �� ������ ����������� ������� ��� ������������� ������. ������������� ���������� ����� �������������� ����������� ���������� HDL-������������� � ������������� ��� ���������� �� ���������� �������. ��� �� �����, ����� ������ ���������� ������ �� ������.

�����-�� ������������ ���� �������������� �� ������ ��������. �� ����� ������� ����� �������� � ��������������� ������������������ ���������� ��������� 10000, ���� ����� ����� ������ ����. ����� ����, ����� ����� ������� ���������� � ������������ ����� ��������������. � ���������� ����� �����, ��������������� �������������� ����� ������������ ������ ��������� ��������������������� ����� ���������. ����������� �������� ����������� ������ � ������� ���������� ��������� �� ���� ��������������� ���������� ������ (FPGA).

� ������ ��������� ��������������� ������ � ���������� ��������� ������������ ���������������� ��������������, ����� FPGA ����� ������������������� �� ����� ��������. ����������, ����������� ��������� � ����������, ������� � ���� ������� ��������������, �������� ������, ��� � ��������� ������� � ������������ ���������������� �������������� ��������� ������� ����� ������������� ��������� �� FPGA. ��� ���������� �� ������� ����� ��������� �����-������ ���������� � ������� ������������������� �������������� ����������� ��������� (EDA) � ����������������� ������������ � ������������ �����������, ������������ �� ��������� 5�10 ���.

����� ������������� ���������� ���������� ������������� ������ �� ���� FPGA, ����������� ����������� ���������������� �������������� ������ ����� �������, �������������� ��� ���������� � ����������� ��������. ������� ��������� ��������� ������� ���������������� �������������� � ������ �������������, ������� �������� �������, � ��� ������������ ������ ���� ��������������� � ��������� ����� ������.

�������� �� ��, ��� ��������������� �������������� �� �������� ����������� ��������� ��� ���� �����, ����������������� ����� ������ ������ �� ��������. ��� ���������� �������� � FPGA �� 10000 ��������������� ����������� ������� �������, ���������� ��� ���������������� �������, ������������ �����. �� ����� ���������� �������� ��������� 20000, 50000 � 100000, �������������, ��� ���� ������ ����� ��������, ������ �������� �� ��� �����, ����������� ����������.

������������� ����� �������� ���������� ������� (HDL) ��������� � ���������������� ������������� ������������� ��������� ������������� �������������� � ���������� ������������� ������� ����� ������� �������. ������� �������, ������ ����������� ������������� ������������� ��� �������� ���������������� ��������������� ������� ������� ���������� �������� �����.

������������ ������ �� ���� FPGA, ������������ � ����������� ���������������� ��������������, ������ ������������ ���������� ���������� ��������������. ��-������, ����� �������� ������ ����������� ����� ���������� ������� ������ ���������� (� ��������� ���������������) ���������, ��������� � ����� ������� ������� ���������� � ��������� ���������� ������ ������� ������� ������������������� ��������. ��-������, ������������ ����� ����������� ��������� ���� ������������ � �������� �������� �������, ��������� �������� �������������� ������������, ��� �� ����� ��������������, ����� �������� ��������� � ������� ����� � ������������ ������. ��� ������������ � ��������� ������������� ������������������ ��������� (ASIC) ���������� � ���������������� ��������������.

������� � ����� ����������� �������������� ������� �� ���������� �����. ������ ������� ����������� ����������� �� ���� � � ���������. ���� �������� ������������� ������ �� ���� FPGA � ����������� ���������������� �������������� �� �������� ����������� �� ������.

����� �� ����������� �� ���� ���� �������� ����� ������������ �������������, ��� � ����������� ����������� ��� ��������� �� ���� FPGA ������������� ��������� ����������� ������� ���������� �������������� ������������, ��� ��� ������������������ ��������� (ASIC). �� ����� �� ����, ��� ����������, ��������� � ����������� ���� ������� �� �����, ����������� � ��� ���. ������������ ��������� �� ���� FPGA ����� ���������� ������������ ��� ��������� �� �������������� ����������� ������������ �������. ��� ����� �������� ������������������� ������ �������, ����� ��� ������ ������� ������, ������������� ������ VHDL � Verilog ��� ��������� ������ ������������� � ������ ������������������.

��� �������, ��������� ������������� ��������� �� FPGA �������� ���� ��� ������ ������, ���������������, ��� ������ ���������������, �� ��������������� ������������ �������� � �������������� ������������ ������������� ������� �������������� ASIC. ��� ��������� ��������� ��������� ��������. ������� ������ ��������� ������ HDL �������������� ��������� �� FPGA ������ ���� ������� � ���� ������ � ������������ ����������� ���������� ����-���������� ������������, ��������� � ������������ ������������� �������������� ������������������ ������������ ����.

������ ������������, ��������� ������������� �����������, �������� ������������� �������� ����� ���, ������� ������ �� �������� ����������� ASIC � ���, ������� ����� ��������� ���� ����������� ��������� �� FPGA. � �� �����, ��� ��������� ������������ ����������� �������� ����� �������������� ASIC ����������� ���������� ����� 100000,�����������������������������������������������FPGA��������������,����������,�������100000, �� ���� ������� ����� �������������� � �������������� FPGA �������� ������, ��� �������, �� ����� 100000,�����������������������������������������������FPGA��������������,����������,�������10000. ������, ���������� ������������ ����������� ��� ������������������� ���-�����������, ���������� ����������� ����� ��������� �� FPGA, ������ ���������, ��� �� �������� ������ ����� ��������� ���������/���������������� ������� �������, ��� ��, ��� ������������ ��� ASIC. �������� ��, ��� ������������� ���������� ��������� � ������������ � ������������ ������������� ����������� �������� � ����������������. ������, ��� ������������������ ���������������� ���� ���������� ����� �������� ��� �������.

����������� �������� ������ ����������� ������� �������������� ����������� ����������� ���������� �� ������������� ������ �� ������������. ���������� ���� ����������� ���������� � ������������������� �� ����������� ������ ��������� ����������� ��������� ��������� �������. ����� ����, ��������, ������������� � ������������� � ������� ����������� ��������, ������������ ��������������� ������������ ����������� � ������������� ��� ����� ������� �������, ����� ����������� ������� �������, ��� �������� �� ����� �������� ������� � �� ��������, � ������, ������������ ��������� �� ��������� �������� �������.

����������, �������� �������� � ����������� �������� � ����������� ���������������� �������������� �������� ����� ����� �������� ������������� � HDL-�������������� ��� ������ � ������� ������������. ������ ���������� ������� �������������� �������� �� ��� �������� ���������� ���������, �� ����� ���� ������������. ���������� ��������� ��������, ������� �������� ������������� ��������� �� FPGA ����������� ��������� ������� ����������� ������. � �������� �����, ������� ���������� ������� � ������ ������� �������������� � ���������������� �������� �������� �������� ����������� �������.

������� � HDL

M���������� �������������� � ������� ���������������������� ��������� �� ���� FPGA �������� �� ����������� ��� ������������������ ���������. ������ �� ��������������� ������ ������ �� ���� FPGA �������� ����� ������ � ��������, ��� ������� �� ���� ASIC ����� ���� ��� ���� �����. ����� ����������� ������� ������������� ������������ ����������� ������������� ��������� �� FPGA, ������������� ������� �������������� ������ ���������� ��������, ����������� �������� �� ������ � ����� �������� ���������, �� � �������� ������� � HDL- �������������� ��������������.

��������� ��� ������ ������������ ������ �� ���� FPGA �������� ������������������� �� ����� ����������� HDL-��������������, ��� ������� ������������ ����� � ������������ �������������, ����� ���� ����������� ������� �������� ������ � ������������ ������������ ������. ����� �� ��������� ������� ��������� ����������. ��� �������� ������� ������ ���� �������� �� ��������� ���������:

��������� �������� ���������� ����� � ����� ��������� ����������. � ����������� �� ����� ������������ � ��������� �������, ����� ��������� ���������� �������� ����������� ���� ��������������. � ����������������, ��� ��������������� ��� ���������������� � ����������������� ������ ��������������, ��� ��� ��� ���� ����������� ������������� ��� �������� ������ �������������� ��������� �� FPGA. ��� ��� ����������� ���� �������, ������������� � ��������� HDL-�����������, �������� ��������� ���������� ���������� ������� �������.

�� ���� ����, ��� ������������ ���������� ���� ���� ������ � ������������� HDL-��������������, ��������� ������������� � �������������� �������� ���������� � ����������� �������, ��������, ���� �������� ��������� ������������� � ���������� �������� ����������� ������������������. � ���� ������ ���������� ���������� ����������� ������ ������������. ����� ����, ��������� ������������� �������� ������������ ������ ��������������� ������, � �� ����� ��� ������ ������������ ��� ��������� ������������ ����� ��������� ������������. ����� ��������� ������ �������������� ������ ������������ ��� ���� �������, ��� ����� ����������� ����������� ����������� �������� ���������� ������� � �������� ������ � ���������� ��������� �� ���� �������������.

����� ������� �� �������, ��� ������� � ����������� ���������������� �������������� ��� ���������� ��������� �� ���� FPGA ����� ����� � ��������������. � �������, HDL-�������������� ��� �������� � ������� ����������� �������, � ���� ������� ������ ������� � ������.

������, ������� HDL-�������������� �������� ��������� �����: ���� �������, ������������� �� ������ ����������� ������� (RTL), ������, �������������� �������������, ���������� � �������������, ������������� ������������� �� ������ �������� � �������� ���������� (���. 1). �����������, ��� ������ ������ (������ ������ ������� ������) � ������� ������ ����� ��������� HDL-������, ��������� ����������� � ����������������. ����� ������ ������ ������������ � ����������, ������������ ���������� ������������ FPGA � �������� �/��� �������� �����.

����������� ������������� ����������� ��������������� �������������� ������ �� ���� ��������������� ���������� ������

���. 1. ����������� ������������� ����������� ��������������� �������������� ������ �� ���� ��������������� ���������� ������. � �������� �������������� ������������ ��� ���� �������������: �� ������ ����������� �������, �������������� � �� ������ ��������

��� ������ ��� ����������� ������ �����������, ����� ���������� � �������� �������. ����� ������������� ��� ������������ ������������� �������������, ����������� ������� �� ���� FPGA ������ ��������� ��������� ����:

  1. ����������� ������� ����� ����� ����� ����� �������� � VHDL ��� Verilog. ��� ����� ��������� ������������ HDL-���, ��������������� ���������������� �����, ��� ������ VHDL ��� Verilog. ��� ���������� � ������ ����� ������ ������� ���������� � ���� HDL-����. ����� ����� ����� �����������, ����� ������ ���������� ���������� ��� ���������� ����������� � ������� �����.
  2. �������������� ���������� ����� ��� ������ FPGA ��� ������������ ������� ��� �������.
  3. �������������� HDL-������ �� �������������� �������������.
  4. ��������������� ���������������� HDL-������. ��� ������������ ���� ������ �� ���� ������� ���� ����������� ����������� � ����������� �������� ����������� �������������, ��� ��������� ������� ������������ ���������������� �������.

� ������ �������, ���� ����������� �������� ������ �� ������ ����� ��� ������������� ����� ������������� ���������������� �������, ������� ��� ����������� �������� �������. ��-������, �� ����� ���� �������� ������� � �������������� ���������� ��������� ��� ����������������� ��������� HDL- ����. ��-������, ����� ��������������� ����������� �������� ����� � �������������� ����������� �����, �������� ���������, �������������� ����� ��� ��������� ������.

��� ����������� ����� HDL-������� ������������ ����� ������� ���� ������� � ����, ������� �� ����������� �����, � ������ ���������������� ��������� ���� ����� �������� ��� ��������������� HDL- �����, ��� ����� ��������� ��������� � ������� ����������. ����� ������ ����������� ������������ �� �������� ������ ����������������, ������������� HDL-��������������. ��������, �������� ����������� ����� ����� ������������ ���� HDL-���, ����������� ��� ���������� ������� � ������ �����. �� ����� ����� ������������ ���, �������������� ����� ����� ���������� �������� � ������������� �������. ���� ����������� ��� ���������� ������������� ������� ���������� � ������ ��� ����������� ����������� �������������� ������������ �������. ����������� ������������� FPGA ��������� ������������������ ��������� ���� �������� ����������� �������� ������� �������� ������������ HDL-��������������.

��� ������ ������ ������, ���������� ��������� ��� �������� �� ������ ����������� �������. ��� ��������� ��������� � ������������ ����������� ����������� �������. �� ���� ����� ������ ���� ������� ��������� ������������ (���. 2), ������� ����� �������������� ��� �������� ������������ ���������������� ������� �� ������ ����������� �������, �� �������������� ������ � ������ ������������� ��������.

������������ ����� �������������� � ������ �� ���� ����� �������������

���. 2. ������������ ����� �������������� � ������ �� ���� ����� �������������. ��� ������� ������ ������� � �������� ����, ��� �� ����������� ������ �������������� ������� ������������� ��� ��, ��� � �� ������ ����������� �������

������������ ������������ ����� ��������� ����� VHDL ��� Verilog-����, ������� ������ �� ������� � �������� ������� �������. �������� ���������, ��� ������������ �������� ���������� � ������� ����� �������� �������������� � ������������ ��� �������� ������������ ���������������� �������.

������������ ������ ���������� ��� ����. ��-������, ��� ������������� ���������� � ������� � �������� �������� �������, ����� ��� �������������, ����� � ������� ������, � �������� ��� ���������� ����� ���������� ���������� � ��������� � �������� ����������. ��-������, ���������� ��������� ����������� ������������ ������������ ����������� ������� ������� � ����� ������ �������� HDL-��������������.

��������� ������������� HDL-��������������

��� �������, ��������� ������������ ����� �������� �������� ������� HDL-��� �������. ����������, ��������� � �������� VHDL ��� Verilog ����� ������� ������, ����������� � �������� �����. ����� ���������������� ������������ ����� ����������� ��������� ������������������ ������������ ��� �������������� � �������� ������ �������.

HDL-�������������� ������������ ����� ��� ��������� ������������� ��������� �� ���� FPGA ������������� ����� ������� �������. �������� �� ��, ��� ��� ����� �������������� ���������� ���������, ����� ��������� ����� �� �� �������������� ��������.

��������, ������������ ��������� �� FPGA ������ ��������� ��������� ������������ HDL-���������� � ����������, ������������� HDL-������ � ����������� �����. ����������� HDL-������������ ������ ���� ������� ����� �� ���� �������� ������������� �������� �� ��������� �������� �������-����� ����������������� ����������. �� ���� HDL-���������� ��� ��������� ������������� ���������� ��������� �� ������, ������������ ������ �����, ��� ���������� ��, ��� � HDL-������� ���� ������� �����������. ������� ����������� �������� ��� ������, ����� ����������� ������������ ������� ������� �� ��������� ����������� ����� ������� � ������ ���������� ����.

������������ ����� ������ ��������� ��������������� ���� HDL �� ������ ��������. ���������� �������������� �� ������� ������ ���������� � ����������� ������������������ ������ ����������� ���������� ������� ���� ��� � �����������, ��� � � ������. ������� �������� �������� ��, ��� ������� HDL-�������������� ��� ������ ������� �������� �������������.

��������� ���������� ������� ���������� �������� ��� �������� �� ������������� ���������� ������������� ��������� �� ���� FPGA, ��������������� �������������� ������� �������� ������ ������������. ������������ � ����������� ���������, ������������ ���������� �� HDL-�������������� ������ ����� � ������������ ����������� ����� ������������� ������������.

����� ��������������� ������������ ������ ������������ ������ �� ������������ ��������. ������, ������������ ������ �������, ����� �� ������������ �������� �������� � �� ������, ���������� ������������ � ������������ ������� �������� � ���������������� � �������� ������� �������� HDL- �����������.

���������� �� ����, ����� ����������� �� �����������, ���� ���� � ��������� ����������� HDL-�������������� ������ �� ���� FPGA � ASIC ������ ���� ������.

Electronic Design, ���� 1999 �. ������� �. ��������