Xilinx WebPACK ISE: различия между версиями
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Fobos2k (обсуждение | вклад) м «Проектирование элементов микропроцессорной техники на базе ПЛИС» переименована в «[[Проектирование цифровых устройств в САПР Xilinx WebPACK |
Fobos2k (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
||
Строка 1:
''Авторы: '''ФРЕНКЕЛЬ''' Борис Семенович, '''КУЗЬМИЧ''' Максим Сергеевич''
== ВВЕДЕНИЕ ==
Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) представляют собой одно из самых интересных и быстроразвивающихся направлений современной цифровой микроэлектроники. За последнее десятилетие наблюдался бурный рост рынка этих устройств и существенное улучшение их характеристик. Прогнозы в этой области на ближайшее время представляются самыми оптимистичными.
Строка 6 ⟶ 8 :
Курс лабораторных работ по дисциплине "Технические средства микропроцессорных систем", посвящённый проектированию цифровых систем на базе ПЛИС на языке ''VHDL'', призван познакомить студентов с современной методикой проектирования микроэлектронных систем. Выполнение данных лабораторных работ поможет в получении необходимой базовой подготовки для дальнейшей работы в качестве инженера по разработке и обслуживанию современных микроэлектронных систем.
==
=== Изучение основных конструкций языка ''VHDL'' ===
Структурное и поведенческое описание цифровой системы. Лексические элементы и типы данных. Декларации. Интерфейс и архитектура объекта. Атрибуты. Имена. Операторы. Понятие сигнала в языке ''VHDL''. Типы сигналов ''bit'' и ''bit_vector''. Дельта-задержка.
Последовательные и параллельные операторы. Подпрограммы. Функции. Процедуры. Библиотека ''ieee''. Пакет ''std_logic_1164''. Карта портов и карта настройки. Конфигурация. Блоки проекта и ''VHDL''-библиотеки.
Программистская модель вычислителя. Виртуальный процессорный элемент. Верхний уровень программистской модели вычислителя. Симулятор ''VHDL''.
Программирование для синтеза. Ограничения при программировании для синтеза [10--12, 14].
=== Изучение ПЛИС с архитектурой ''FPGA'' ===
Архитектура ПЛИС фирмы ''Xilinx''. Топология ПЛИС. Логическая таблица. Триггер. Структура конфигурируемого логического блока. Схемы для ускорения арифметических операций. Мультиплексоры в ПЛИС. Шины с тремя состояниями. ОЗУ в ПЛИС. Блоки ввода-вывода сигналов. Система синхронизации. Конфигурирование ПЛИС [2, 9, 11].
ПЛИС семейства ''Virtex''. Особенности архитектуры. Матрица ''Virtex''. Архитектурные особенности структурных блоков. Блочная память. Программируемая трассировочная матрица. Распределение сигналов синхронизации. Периферийное сканирование. Режимы конфигурирования кристалла. Обозначения микросхем [2, 11].
ПЛИС семейства ''Spartan-3''. Особенности архитектуры. Матрицы ''Spartan-3'' и ''Spartan-3E''. Архитектурные особенности структурных блоков. Передача данных с удвоенной скоростью. Цифровое управление импедансом. Блоки умножителей. Цифровой блок управления синхронизацией (''DCM''). Временные параметры и обозначения микросхем [2, 5, 7, 11].
=== Изучение средств управления проектированием ===
Технология разработки систем на кристалле. Вычислительные заготовки.
Особенности языка ''VHDL'' для синтеза и анализа. Методы организации системы синхронизации. Однотактная синхронизация. Двухтактная синхронизация. Временной анализ проектов микросхем. Анализ потребляемой мощности [1, 3, 4, 9, 11].
Программное обеспечение для проектирования систем на базе ПЛИС. САПР ''WebPACK ISE''. Система ''HDL''-моделирования ''ModelSim XE Starter Edition''.
Этапы проектирования в САПР ''WebPACK ISE''. Создание модулей исходного описания проектируемого устройства. Синтез проектов, реализуемых на базе ПЛИС семейств ''FPGA'' фирмы ''Xilinx''. Реализация проектов на базе ПЛИС семейств ''FPGA'' фирмы ''Xilinx''. Моделирование цифровых устройств. Конфигурирование и оценка потребляемой мощности цифровых устройств, проектируемых на базе ПЛИС фирмы ''Xilinx'' [1].
== WEBPACK ISE -- СРЕДСТВО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ ==
=== Начало работы с системой ===
Для запуска САПР ''WebPACK ISE'' необходимо выполнить двойной щелчок мышью на иконке, расположенной на рабочем столе:
<center>
[[Image:iseico.jpg|none|Иконка навигатора проектов Xilinx WebPACK ISE]]
<small>Xilinx ISE 8.1i</small>
</center>
Другим способом запуска является выбор в главном меню операционной системы пункта "'''ПУСК'''" → "'''Программы'''" → "'''Xilinx ISE 8.1i'''" → "'''Project Navigator'''".
В результате будет запущен "Навигатор проекта" ("''Project Navigator''") -- основная программа САПР ''WebPACK ISE''. "Навигатор проекта" позволяет упорядочить файлы с исходным описанием проектируемого устройства, тестовыми модулями, модулями временных и топологических ограничений, а также предоставляет возможность простого доступа ко всем процессам, необходимым при проектировании цифрового устройства на базе ПЛИС с архитектурами ''FPGA'' и ''CPLD''. На рисунке 1 показан внешний вид основного окна ''Навигатора проекта'' и его компоненты.
[[Image:prjnav_main.jpg|400px|thumb|center|Рисунок 1 -- Основное окно "Навигатора проекта": <small>1 -- инструментальная панель ("''Toolbar''"); 2 -- окно описания проекта ("''Source window''"); 3 -- окно процессов ("''Process window''"); 4 -- рабочий стол ("''Workspace''"); 5 -- окно отчётов ("''Transcript window''")</small>]]
Каждому из этих этапов соответствует определённый набор процессов, к которым можно получить доступ из "Навигатора проектов".
Во время работы с САПР ''WebPACK ISE'' по всем необходимым вопросам рекомендуется обращаться к справочной системе самого ''ISE'' и сопутствующих продуктов. Для доступа к справочной системе достаточно нажать клавишу '''F1''', что даст возможность получения контекстно-зависимой справки по выполняемой в настоящий момент задаче. Если необходимо получить доступ к определённому разделу справочной системы, то можно воспользоваться пунктом меню "''Help''" (рисунок 2).
== ЦИФРОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА В СИСТЕМАХ НА КРИСТАЛЛЕ ==
== РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ==
# ''Зотов, В.Ю.'' Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР WebPACK ISE / В.Ю. Зотов. -- М.: Горячая линия-Телеком, 2003. -- 624 с.
# ''Кузелин, М.О.'' Современные семейства ПЛИС фирмы Xilinx: справочное пособие / М.О. Кузелин, Д.А. Кнышев, В.Ю. Зотов. -- М.: Горячая линия-Телеком, 2004. -- 440 с.
#
# ''Зотов, В.Ю.'' Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на основе ПЛИС фирмы Xilinx в САПР WebPACK ISE / В.Ю. Зотов. -- М.: Горячая линия-Телеком, 2006. -- 520 с.
# Spartan-3 FPGA Family: Complete Data Sheet [Электронный ресурс] / Xilinx Inc., 2005 -- Режим доступа: http://direct.xilinx.com/bvdocs/publications/ds099.pdf{{ref-en}}. -- Яз. англ.
# Spartan-3 Starter Kit Board User Guide [Электронный ресурс] / Xilinx Inc., 2005 -- Режим доступа: http://direct.xilinx.com/bvdocs/userguides/ug130.pdf{{ref-en}}. -- Яз. англ.
# Spartan-3E FPGA Family: Complete Data Sheet [Электронный ресурс] / Xilinx Inc., 2006 -- Режим доступа: http://direct.xilinx.com/bvdocs/publications/ds312.pdf{{ref-en}}. -- Яз. англ.
# Spartan-3E Starter Kit User Guide [Электронный ресурс] / Xilinx Inc., 2006 -- Режим доступа: http://direct.xilinx.com/bvdocs/userguides/ug230.pdf{{ref-en}}. -- Яз. англ.
# ''Грушвицкий, Р.И.'' Проектирование систем на микросхемах программируемой логики / Р.И. Грушвицкий, А.Х. Мурсаев, Е.П. Угрюмов. -- СПб.: БХВ-Петербург, 2002. -- 608 с.
# ''Суворова, Е.А.'' Проектирование цифровых систем на VHDL / Е.А. Суворова, Ю.Е. Шейнин. -- СПб.: БХВ-Петербург, 2003. -- 576 с.
# ''Сергиенко, А.М.'' VHDL для проектирования вычислительных устройств / А.М. Сергиенко -- К.: ЧП "Корнейчук", ООО "ТИД ДС", 2003. -- 208 с.
# ''Бибило, П.Н.'' Основы языка VHDL / П.Н. Бибило. -- М.: СОЛОН-Р, 2002. -- 224 с.
# ''Бибило, П.Н.'' Системы моделирования интегральных схем на основе языка VHDL. StateCAD, ModelSim, LeonardoSpectrum / П.Н. Бибило. -- М.: СОЛОН Пресс, 2005. -- 384 с.
# ''Поляков, А.К.'' Языки VHDL и VERILOG в проектировании цифровой аппаратуры / А.К. Поляков. -- М.: СОЛОН-Пресс, 2003. -- 320 с.
[[Категория:Техника|ПЛИС]]
|