Программируемые интегральные...
TRANSCRIPT
![Page 1: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/1.jpg)
Программируемые интегральные схемы.
Просеминар кафедры математической кибернетикиВесна 2016
![Page 2: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/2.jpg)
План семинара
• Программируемые интегральные схемы (ПЛИС).
• Области применения ПЛИС.
• Устройство современных ПЛИС на примере Altera DE0-Nano.
• Маршрут проектирования ПЛИС.
• Пример проектирования простого устройства на основе ПЛИС Altera.
![Page 3: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/3.jpg)
Программируемая интегральная схема
• Программируемая интегральная схема (ПЛИС, англ. Programmable logic device, PLD) – электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем, логика работы которого не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования).
• Для программирования используются программатори IDE (среда разработки), позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или набора модулей на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, и др.
![Page 4: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/4.jpg)
Классификация ПЛИС
• Основные типы ПЛИС:
– Programmable array logic (PAL)
– Gate array logic (GAL)
– Complex programmable logic device (CPLD)
– Field-programmable gate array (FPGA)
• ПЛИС различают по технологии производства и возможности перепрограммирования
![Page 5: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/5.jpg)
Матричные ПЛИС (FPGA)
• Программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) – специальный вид ПЛИС, который может быть перепрограммирован пользователем.
• Основные программируемые компоненты:
– программируемые логические блоки;
– блоки ввода и вывода;
– Коммутация между элементами.
![Page 6: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/6.jpg)
Программируемые логические блоки
![Page 7: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/7.jpg)
Топология матричных ПЛИС
![Page 8: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/8.jpg)
Области применения ПЛИС
• Основные направления использования ПЛИС:– Встраиваемые системы
– Аппаратные ускорители
– Прототипирование интегральных схем
• Основные области, применяющие ПЛИС:– Авиакосмическая, автомобильная и ВПК
– Телекоммуникации, сетевые технологии и хранение данных
– Микроэлектроника, медицинское и научное оборудование
![Page 9: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/9.jpg)
Области применения ПЛИС
• Встраиваемые системы
![Page 10: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/10.jpg)
Области применения ПЛИС
• Встраиваемые системы
![Page 11: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/11.jpg)
Области применения ПЛИС
• Аппаратные ускорители
![Page 12: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/12.jpg)
Области применения ПЛИС
• Аппаратные ускорители
![Page 13: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/13.jpg)
Области применения ПЛИС
• Прототипирование интегральных схем
![Page 14: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/14.jpg)
Устройство ПЛИС DE0-Nano
![Page 15: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/15.jpg)
Устройство логических блоков
![Page 16: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/16.jpg)
Массивы логических блоков и трассировочные ресурсы ПЛИС
![Page 17: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/17.jpg)
Структура блоков DE0-Nano
![Page 18: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/18.jpg)
Периферия DE0-Nano
![Page 19: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/19.jpg)
Периферия DE0-Nano
![Page 20: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/20.jpg)
Периферия DE0-Nano
![Page 21: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/21.jpg)
Маршрут проектирования ПЛИС
Спецификация системы
Функциональное проектирование
Проектирование архитектуры
Логическое проектирование
Физическое проектирование
Временной анализ и анализ энергопотребления
Конфигурация (программирование) ПЛИС
ENTITY test isport a: in bit;end ENTITY test;
![Page 22: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/22.jpg)
Спецификация системы
![Page 23: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/23.jpg)
Логический синтез
![Page 24: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/24.jpg)
Привязка к библиотеке
![Page 25: Программируемые интегральные схемы.mk.cs.msu.ru/images/0/0a/2016_Proseminar_FPGA.pdfВесна 2016 План семинара •Программируемые](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050218/5f642ecb24eca31efe37cf19/html5/thumbnails/25.jpg)
Физический синтез