Programarea structurilor hardware reconfigurabile
de tip FPGA cu XILINX ISE
1. SCOPUL LUCRĂRII
În această lucrare sunt prezentaţi paşii de lucru în vederea implementării
programelor scrise prin limbajul VHDL pe structura reconfigurabilă FPGA de tip
SPARTAN 3 cu pachetul software de dezvoltare XILINX ISE. Pe scurt sunt
abordate următoarele etape: introducerea codului VHDL, simularea şi vizualizarea
rezultatelor obţinute sinteza şi implementarea surselor iar în final programarea
structurii reconfigurabile.
2. INTRODUCERE TEORETICĂ
Mediul software de proiectare XILINX ISE (Integrated Software
Environment) este utilizat în realizarea şi implementarea completă a unui proiect
pentru structurile programabile de tip XILINX. Componenta software ISE Project
Navigator facilitează crearea proiectului organizându-l pe următoarele etape:
- Descriere proiect. Programatorul are posibilitatea să descrie proiectul prin
introducerea de coduri sursă HDL (Hardware Description Language) pentru
limbajele VHDL, Verilog, Abel sau utilizând schematice şi diagrame cu stări
finite;
- Sinteza. În cadrul acestei etape fişierele de tip VHDL, Verilog sau schematice
sunt transformate într-un fişiere de tip netlist care sunt acceptate ca fişiere de
intrare la etapa de implementare;
- Implementarea. După sinteză, la implementare, proiectul este adaptat şi
transformat din forma logică digitală la forma tehnologică implementabilă în
structura reconfigurabilă aleasă;
- Verificarea. Poate fi realizată în toate etapele de realizare a proiectului.
Utilizarea componentelor software de simulare conduc la verificarea completă
a funcţionalităţii proiectului sau a unor porţiuni de proiect. De asemenea pot fi
realizate şi verificări direct pe circuit după programarea acestuia;
- Configurarea. După generarea fişierelor de programare (bitstream file)
proiectantul are posibilitatea programării circuitului reconfigurabil. În timpul
procesului de configurare sunt programate interconexiunile structurii FPGA
alese.
În vederea exemplificării a implementării unui modul digital pe o structură de tip
FPGA, este ales un exemplu concret.
2.1. Enunţ exemplu
Sunt descrise etapele de implementare ale unui modul digital numărător
binar pe 4 biţi în limbajul VHDL pe sistemul reconfigurabil cu circuitul FPGA de
tip SPARTAN3 din cadrul laboratorului. Porturile de intrare/ieşire ale modulului
digital sunt date în figura următoare.
Acest modul digital va fi verificat în schemă electrică din figura de mai jos.
Această schemă este o mică parte din schema electrică a sistemului reconfigurabil
de dezvoltare cu SPARTAN 3:
Notă: Consultaţi schema electrică completă a sistemului de dezvoltare şi
identificaţi pe aceasta elementele de circuit ale schemei de mai sus.
Pinii de interconectare ai structurii FPGA cu modulul digital descris în
VHDL sunt scrişi cu bold (Y6, Y17, C6, B8, E7 şi C5).
Primul pas în realizarea acestui modul digital este crearea proiectului.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
