Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. Проектирование цифровых систем на VHDL (2003), страница 3

Проверка временных характеристик модели после зтапа реализации ......... Анализатор временных характеристик схемы !!!а!п8 апа!ухег)................. Генерация файла прошивки РРСА. Дополнительные возможности . Использование Ьо8!ВЬОХ-компонентов . Генерация и использование макроячеек (!Р-блоков, СОВЕ-модулей) .........

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. НекОтОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ кОНСТРукцИЙ ЯзыкА ЧНРЬ НРи Синтезе. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ЧНРЬ, ПОДДЕРЖИВАЕМЫЙ ОВСАР ЕХРВЕЯЯ 9.1, И ЕГО ОТЛИЧИЯ ОТ СТАНДАРТА 1ЕЕЕ 1076-1993. ПРилОжение 3. ЧНР1., НОДДеРжиВАемый РОНИВАт/ОН ЕхРиеБЯ 2.1, И ЕГО ОТЛИЧИЯ ОТ СТАНДАРТА 1ЕЕЕ 1076-1993. ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

ПАКЕТ БТП ЬОО!С 1164...... ПРилОжение 5. ПАкетвтп ЕОО!с Аипн ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ПАКЕТ ЯТР ЬОС1С 1))Ч$1С1ЧЕР .. Чтение нз файла. Определение конца файла и конца строки ... Запись в файл... ПРилОжение 9. ДиРектиВы РОюнплт/ОИ ЕЕРВеББ Директивы включении н выключения трансляции.......... Директивы решающих функций. Директивы со!пропел! ппрйса!юп. ПРИЛОЖЕНИЕ 1О.

ЗАРЕЗЕРВИРОВАННЫЕ КЛ!ОЧЕВЫЕ СЛОВА ..... ...488 ... 488 ...489 ...490 ..492 ....492 ....493 ....494 ..495 ...495 ..496 .... 497 551 552 .553 554 555 ........ 555 556 556 ........ 557 Введение Согласно известному эмпирическому правилу„так называемому закону Мура (Мооге'з 1аю), число транзисторов на кристалле СБИС (сверхбольших интегральных схем) удваивается каждые 18 месяцев (для процессорных схем).

Это правило, сформулированное в 1965 году [14], когда на кристалле интегральной схемы размещалось всего 30 транзисторов, ко всеобщему удивлению, продолжает работать до сих пор [6,13] (когда на кристалле процессорной СБИС размещается уже свыше 50 миллионов транзисторов!). Для логических СВИС к 2010 году прогнозируется миллиард транзисторов на кристалле [5]. В некоторых СВИС вЂ” программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС вЂ” ЕЛА), вполне доступных и отечественным разработчикам, уже содержатся миллионы вентилей. Возрастание сложности СБИС на базе развития интегральной технологии позволяет иметь в аппаратуре все большее число компонентов, схемотехнически реализовывать все более многообразные и сложные функции.

Для эффективного использования этих возможностей необходим переход на новые технологии проектирования и применения аппаратно реализованных узлов, блоков, систем. Типичная логическая схема в графическом представлении содержит на странице фрагмент, эквивалентный порядку 200 вентилей [15]. Соответственно, схема СБИС на 10 тыс. вентилей будет объемом в 50 страниц. Легко представить себе, во что выльется (по времени) составление и ввод в графической нотации схем СВИС сложностью 50 тыс., 100 тыс., 500 тыс.

вентилей и далее. Альтернативой рисования детализированных схем из низкоуровневых элементов являются языки описания аппаратуры высокого уровня. Собирательно языки этого класса называют языками Н1)1. (Нап!ваге Оезсг!рг!оп Еапйцайе). Они не только обеспечивают компактную запись для проектируемой схемы, дают значительное сокращение трудоемкости и сроков разработки больших схем, но и упрощают миграцию, перенос проекта на Введение разные варианты интегральных технологий, реализацию их в СБИС с учетом специфики технологий различных производителей. Разработчик получает возможность оценивать варианты реализации проектируемого устройства в СБИС при различных вариантах проектных ограничений, на различных технологиях, у различных производителей.

Однако проблема не ограничивается только количественными характеристиками описания проектируемых схем. Используемые при разработке и применении аппаратуры традиционные схемы разных уровней (структурные, функциональные, принципиальные) являются как бы синтаксическим описанием аппаратно реализованных технических решений. Описание их работы, выполняемых функций традиционно дается словесно, с использованием привычных, но не стандартизированных и не всегда однозначных в понимании дополнительных графических форм (временных диаграмм и др.). Традиционные семантические формы спецификации функционирования цифровой аппаратуры — таблицы истинности, конечные автоматы, сети Петри и другие — оказываются пригодными для спецификации лишь очень небольших, по современным меркам, фрагментов аппаратуры.

Используемые формы спецификаций не являются исчерпывающими, позволяют отразить лишь отдельные аспекты функционирования описываемой системы. Например, стандартных формализованных механизмов спецификации временнбго поведения аппаратно реализованных устройств просто нет. Некоторые специальные формализмы, типа темпоральной логики (гетрога1 1оя!с), не получили широкого распространения и в практике проектирования и эксплуатации аппаратуры не применяются.

Используя традиционные средства описания аппаратуры, сложно получить целостное, достаточно строгое, однозначное описание современных много- компонентных и функционально сложных цифровых систем. Возрастающая алгоритмическая сложность аппаратно реализованных устройств приводит к тому, что, как проблемы разработки, описания и применения аппаратуры (!заплате), так и подходы к их решению, становятся подобны проблемам и методам решения для современных программных систем (зойваге).

Перспективное направление решения этих проблем — применение алгоритмического нодхода, создание алгоритмического языка для описания аппаратуры, программирования и структуры, функционирования аппаратных средств обработки информации. Наиболее распространенным языком этого класса, специфицированным международными стандартами, является язык ЧНР!. !3,10], который разработан в рамках американского проекта создания нового поколения высокоскоростной элементной базы (Чегу Н!йй Бреед !пгеягагег! С!гсц!гз — ЧНБ!С). Аббревиатура ЧН!3!.

расшифровывается как ЧНЯС Нагг!ягаге Эезсг!рг!оп Еапйиайе. Расширение языка ЧН!3!. — язык ЧНО!.-АМБ (Чегу-Н)йп-зреег! Введение 1С Нагдваге Резспрйоп 1лпяиаяе — Апа1ой апд М[хед В!йпа1) [9[ включает также возможности моделирования систем, содержаших и цифровую, и аналоговую части. Язык ЧНР1. предназначен для решения комплекса задач в ходе проектирования и применения цифровых систем, их аппаратных средств [27[, в том числе: 1.

Описания структуры системы, декомпозиции системы на подсистемы, спецификации связей и взаимодействия подсистем. 2. Спецификации функционирования системы, узлов, блоков, реализуемых функций. Спецификация дается в алгоритмической форме, с использованием привычных современному специалисту программных конструкций алгоритмического языка, включающих в себя спецификацию временнбго поведения сигналов и блоков. 3. Моделирования системы и ее работы на основе четкой спецификации структуры системы, а также функционирования ее компонентов. 4.

Синтеза схемотехнической реализации системы, автоматической генерации детальной структуры на основе строгой спецификации системы на языке ЧНРŠ— спецификации на более абстрактном уровне. Определив язык, мы получаем возможность писать на нем программы, то есть использовать его для описания структуры и функционирования системы (пункты 1 и 2 в приведенном перечне задач).

Такое описание, достаточно формализованное и однозначное, будет уже иметь самостоятельную ценность, как средство передачи знаний о спроектированной аппаратно реализованной цифровой системе (устройстве, блоке) от разработчика к специалисту, ее применяющему. В этом качестве язык ЧНР1. постепенно становится стандартным при документировании аппаратных средств, причем не только на уровне СБИС, но и на уровне плат и блоков. Высокий уровень описания проектируемого устройства на языке ЧНРЕ дает так называемый самодокументирующий характер описанию проекта.

Текст программы на языке ЧНРЕ сам по себе является документацией, которую опытный специалист легко читает. Не случайно есть тенденция — в перечень необходимой документации на цифровые электронные блоки и устройства включать описание на языке ЧНР1.. Так, Европейское космическое агентство (ЕБА) стандартизировало язык ЧНРŠ— и как средство обмена информацией при проектировании и применении заказных СВИС (АЯС), и как инструмент для работы на уровне конструктивно-функциональных модулей, аппаратных узлов на уровне плат [!б, 17[. В отечественной промышленности также предполагается ввести документирование на ЧНР1. как обязательную составляюшую технической документации на изделия [23[. Введение НОЬ-языки составляют необходимую основу лдя развития методологии проектирования систем на СБИС с повторным использованием готовых компонентов, уже апробированных и отработанных на других проектах (такую методику называют устоявшимся словосочетанием Нещл ге-иге).

Основное внимание в настоящей книге уделяется этапам функционального и логического проектирования систем на СБИС. Именно с этими этапами имеет дело разработчик цифровых систем, реализуя заданные техническим заданием требования к проектируемой системе. Для заказных и полузаказных СБИС логический проект, сформированный разработчиком, поступает на схемотехническое и топологическое проектирование кристалла производителями СБИС.