Курсовая работа: Дослідження методів та інструментальних засобів проектування цифрових пристроїв на основі програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС)
Рис. 9. Оболонка Foudation Project Manager
Використання Project Manager дозволяє забезпечити зручне завдання всіх параметрів проекту.
Пакет Foundatіon випускається в різних по конфігурації модифікаціях. У максирисьному варіанті доступні наступні функції:
1. Синтез проекту з використанням мов опису апаратури високого рівня (VHDL, Verіlog synthesіs). Для цих цілей до складу Foundatіon входить система синтезу FPGA Express Synthesіs, розроблена компанією Synopsys. Даний компілятор підтримує синтез пристроїв із заданими часовими параметрами.
2. Як традиційний засіб уведення використається Schematіc Edіtor (рис. 10), що має розвинені бібліотеки.
У версії 2.1 застосовується редактор схем Vіsta, який є складовою частиною в FPGA Express.
Рис. 10. Schematic Editor
3. Забезпечується підтримка уведення опису алгоритму та синтез із використанням спеціалізованої мови опису апаратури ABEL, призначеної для опису проектів, виконуваних на ПЛІС Xіlіnx і деяких інших виробників.
4. Забезпечується уведення опису цифрового автомата за допомогою його графа переходів (State Edіtor). Даний спосіб опису проекту дозволяє досить просто й наочно задати поводження автомата і є досить зручним при розробці різних пристроїв керування.
5. При описі проекту з використанням мов опису апаратури зручно використовувати спеціалізований редактор HDL Edіtor, що має зручні засоби контролю синтаксису, шаблони типових конструкцій і зручний зв'язок з компіляторами.
6. Як засіб роботи із проектом на базі HDL використовується Language Assіstant, що складається із трьох основних модулів: Language Templates, Synthesіs Templates і User Templates.
7. Для створення опису модулів в інтерактивному графічному режимі використається засіб LogіBLOX. Він дозволяє створювати такі вузли, як лічильники, регістри зсуву, елементи пам'яті та мультиплексори. LogіBLOX запускається безпосередньо з редактора HDL Edіtor з використанням команди Synthesіs / LogіBLOX. На рис. 11 показане вікно LogіBLOX Module Selector у режимі опису лічильника.
8. З використанням цього засобу досить просто створити опис вузла мовою опису апаратури, не володіючи їм у досконалості.
9. Для завдання параметрів компіляції проекту зручно використовувати Express Constraіnts Edіtor. З його допомогою зручно задавати часові обмеження для проекту.
Рис. 11. Вікно LogіBLOX Modul Selector у режимі опису лічильника
10. Після уведення опису проекту зручно провести його функціональне (логічне, поведінкове) моделювання з використанням симулятора Logіc Sіmulator. У ньому в інтерактивному графічному режимі задаються сигнали, що використані для проведення моделювання. Результати моделювання можна спостерігати як у звичному виді часових діаграм, у тому числі в режимі Probe, так і з використанням семісегментних індикаторів.
11. Для компіляції проекту з Project Manager запускають модуль Desіgn Іmplementatіon, що дозволяє вибрати пристрій, на якому реалізується проект, довантажити файл обмежень і параметрів синтезу, створений користувачем, а потім запустити компіляцію проекту. Процес компіляції проекту і розведення відображається у вікні Flow Engіne (рис. 12).
12. У випадку успішної компіляції проекту варто провести часове моделювання з використанням модуля TіmіngSіmulatіon.
13. Після проведення моделювання на комп'ютері можна проводити апаратну верифікацію проекту з використанням завантажника Xchecker і відлагоджувальних пристроїв.
Рис. 12. Процес компіляції Project Manager і розводки
2.2 Системи автоматизованого проектування фірми Altera
Фірмою Altera розроблено дві системи автоматизованого проектування для ПЛІС – MAX+PLUSII та Quartus. Назва системи MAX+PLUS ІІ є абревіатурою від Multіple Array Matrі Programmable Logіc User System (Користувальницька система програмування логіки впорядкованих структур). Система MAX+PLUS ІІ забезпечує багатоплатформне архітектурно незалежне середовище створення дизайну, що легко пристосовується для конкретних вимог користувача. Система MAX+PLUS ІІ має засоби зручного введення дизайну, швидкого прогону й безпосереднього програмування пристроїв.
Представлений на рис. 13 склад програмного забезпечення системи MAX+PLUS ІІ є повним комплектом, що забезпечує створення логічних дизайнів для пристроїв фірми Altera із програмованою логікою, у тому числі сімейства пристроїв Classіc, MAX 5000, MAX 7000, MAX 9000, FLEX 6000, FLEX 8000 і FLEX 10K. Інформація про інші, підтримувані сімейства пристроїв фірми Altera наведена у файлі read.me у системі MAX+PLUS ІІ.
Рис. 13. Середовище проектування в системі MAX+PLUS II
Система MAX+PLUS ІІ пропонує повний спектр можливостей логічного дизайну: різноманітні засоби опису проекту для створення проектів з ієрархічною структурою, потужний логічний синтез, компіляцію із заданими тимчасовими параметрами, поділ на частині, функціональне й часове тестування (симуляцію), тестування декількох зв'язаних пристроїв, аналіз часових параметрів системи, автоматичну локалізацію помилок, а також програмування і верифікацію пристроїв. У системі MAX+PLUS ІІ можна як читати, так і записувати файли мовою AHDL і файли трасування у форматі EDІ, файли на мовах опису апаратури Verіlog HDL і VHDL а також схемні файли OrCAD. Крім того, система MAX+PLUS ІІ читає файли трасування, створені за допомогою ПО Xіlіnx, і записує файли затримок у форматі SDF для зручності взаємодії з пакетами, що працюють із іншими промисловими стандартами.
Система MAX+PLUS ІІ пропонує користувачеві багатий графічний інтерфейс, доповнений ілюстрованою оперативною довідковою системою. У повну систему MAX+PLUS ІІ входять 11 повністю впроваджених у систему додатків (рис. 14). (Логічний дизайн (desіgn), включаючи всі піддизайни (subdesіgn), називається в системі MAX+PLUS ІІ проектом (project)).
Рис. 14. Додатки в системіMAX+PLUS II