Лекция 8 (1124169)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Имитационное моделирование в исследованиии разработке информационных системЛекция 8Имитационное моделированиеаппаратных средств вычислительныхсистемОсновные виды БИС• Для заданной области применения (ASIC)– Широкого применения (Application specificstandard products, ASSP) (микропроцессоры,модули памяти, контроллеры интерфейсов,видеодекодеры …) – крупные производители,большие тиражи, сторонние потребители;– Заказные (фильтры, коммутаторы …) –меньшие тиражи, возможность изготовить«для себя»2Подготовка производства БИС(статья от января 2014 г., данные по фабрикам Южной Азии)http://www.russianelectronics.ru/developer-r/review/2189/doc/402793Основные виды БИС (2)• Вентильные матрицы (полузаказные)– часть слоёв металлизации делается позаказу• Программируемые логическиематрицы (FPGA)– Набор базовых ячеек– Переключатели связей между ячейками– Загрузка конфигурации по специальномуинтерфейсу4FPGA5CPLD6Производители и крупныепользователи ПЛИСhttp://parallel.ru/fpga/vendors.htmlXilinx, Altera, Lattice Semiconductor, Actel,Atmel, Nallatech, Mitrionics, Alpha Data,QuickLogic, Achronix Semiconductor,MathStar, Rapid Prototypes, NationalInstruments, Sun Microsystems, SGI, Cray,MNB Technologies, CPU Tech, Exegy,Celoxica, XtremeData, Plurality.НИИ МВС, ФГУП "НИИ КВАНТ", Инлайн Груп,Эфо, ИТМиВТ, Высокотехнологичныесистемы, НПП "Цифровые решения",DeverSYS7ПЛИС фирмы XILINXhttp://www.xilinx.com/products/silicon-devices/fpga.htmlSpartan-6ТехпроцессLogic cellsRAMDSP SlicesTransceiversI/O PinsСтоимость(в составеплаты)45 нмArtix-7Kintex-728 нм28 нмVirtex-7VirtexUltraScale28 нм16 нм4,432,680147,443215,360477, 7601,954,5604.8Mb13Mb34Mb68Mb132.9Mb1807401,9203,6002,88081632965765005001,200$349-$1995$12951201,456$4995Ячейка (logic cell) – около 15 вентилей ASICDSP slice – 18-бит умножитель+сумматор снакоплением8XILINX Virtex Connectivity Kit9Система-на-кристалле (SoC)• мат плата = СБИС ЦП + Чипсет• Микроконтроллер = ЦП+чипсет наодном кристалле• СнК =ЦП+чипсет+периферия+специальные устройства на одном кристалле• Сеть-на-кристалле10СнК XILINX Zync 700011СнК производства НТЦМодуль)• СБИС К1879ХБ1Я для декодированиятелевизионных сигналовспутникового, наземного икабельного вещания, а также IPтелевидения и одноплатныйкомпьютер МВ 77.07 на её основе• СБИС 1879ВЯ1Я для созданияунифицированной аппаратнопрограммной платформы цифровыхпрограммных приемников1213К1879ХБ1Я• процессор ARM1176JZF-S, частота - 324 МГц• ЦПС NeuroMatrix® NMC3, частота - 324 МГц• мультистандартный декодер SD/HD видеоMPEG2-/H.264/VC-1• дескремблирование по стандарту DVB-CSA• 2D графический ускоритель• видеоконтроллер с функцией наложенияполупрозрачных слоев и масштабированиемвидео14Уровни моделирования аппаратныхсредств• Уровень электрических цепей(transistors level)• Уровень вентилей (gate level)• Уровень регистровых передач(register transfer level, RTL)• Системный уровень (system level,processor level)15Уровни проектирования (имоделирования) аппаратныхсредств© P.

Chu, RTL Hardware design16Уровень эл. цепей• Специализированные средствамоделирования:PSPICE (Personal Simulation Programwith Integrated Circuits Emphasis) отCadence Design SystemsУниверсальные системы непрерывногомоделирования: Matlab Simulink(Mathworks Corp.)17PSPICE• Задание схемы (текстовый язык илиграфический редактор)• Элементы схемы выбираются избиблиотеки• Задаётся режим моделирования:анализ переходных процессы, расчётустановившегося режима, …• Выполняется моделирование18VerilogTwo leading HDLs:• Verilog;– developed in 1984 by Gateway Design Automation– became an IEEE standard (1364) in 1995• VHDL– Developed in 1981 by the Department ofDefense– Became an IEEE standard (1076) in 1987© [Verilog]19Учёт специфики предметнойобласти• Описание структуры системы– модули; входные и выходные порты;соединения• Описание поведения системы– сигналы; время; события; операции;параллелизм20Поведенческое описаниеmodule example(input a, b, c,output y);assign y = ~a & ~b & ~c | a & ~b & ~c |a & ~b & c;endmodule// по умолчанию a,b,c,y – 1 бит21Структурное описаниеmodule and3(input a, b, c, output y);assign y = a & b & c;endmodulemodule inv(input a, output y);assign y = ~a;endmodulemodule nand3(input a, b, c, output y);wire n1; // internal signaland3 andgate(a, b, c, n1); // instance ofand3inv inverter(n1, y); // instance ofinverter22initial и alwaysmodule NCO (FC, CO, C); // имя модуля и список портовinput FC, C; // входыoutput CO; // выход// описание используемых сигналовwire [3:0] FC;wire C;reg [3:0] acc;reg CO;// описание поведения системыinitialbeginacc=0;CO=0;endalways @(posedge C) // событие — фронт С23{CO,acc}={CO, acc}+FO; endmoduleInitial и always (2)• В одном модуле блоков initial иalways может быть несколько• Блоки initial исполняютсяпараллельно и однократно• Блоки always исполняютсяпараллельно и всё время, пока идётмоделирование24Задержки• Значение одного такта иразрешающая способность:• timescale 1 ns/100 ps• Выполнение с задержкойinitial begin #1 rst = 1; #1 rst = 0; endalways #10 clock=~clockassign #1 {ab, bb, cb} = ~{a, b, c};25Список чувствительности••••@( x )@(posedge y or negedge x)@(*)Если не задан: ?26Условные операторы, циклыif ( x == 1 ) y = i1; else y = i2;whileforrepeatForevercasecasez27Служебные функции• Ввод-вывод• Остановка моделирования• Си-интерфейс (CLI)28Описание на HDL: видыиспользования• Документация на схему• Исходные данные для средстватрассировки соединений элементов(Структурное описание в заданномэлементарном базисе);• Моделирование работы схемы• Синтез описания на уровне вентилей (Приопределённых ограничениях наподмножество языка);• Логическая верификация (доказательствособлюдения свойств)29Средства моделирования• От производителей САПР;• Свободно распространяемые:– http://iverilog.icarus.com/30Ссылки• http://www.russianelectronics.ru/developer-r/review/2189/doc/40279/31• [Verilog] David Money Harris and SarahL.

Harris, Digital Design and ComputerArchitecture.32Спасибо за внимание!33.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций