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A New FPGA for DSP Applications Integrating BIST Capabilities Gustavo Vieira Pereira Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Informática.

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Apresentação em tema: "A New FPGA for DSP Applications Integrating BIST Capabilities Gustavo Vieira Pereira Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Informática."— Transcrição da apresentação:

1 A New FPGA for DSP Applications Integrating BIST Capabilities Gustavo Vieira Pereira Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Informática - Porto Alegre - RS - Brasil

2 BiFi-FPGA Continuando...

3 n Descrição VHDL n Validação da Arquitetura n Implementação de um bloco básico n Descrição do bloco básico implementado n Implementação de um circuito de aplicação alvo n Descrição do circuito de aplicação alvo implementado n Simulações funcionais n Conclusões BiFi-FPGA Outline

4 n Para modelagem da arquitetura utilizou-se a linguagem VHDL(Very-High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language); n O projeto foi ordenado de forma estrutural, com módulos parametrizáveis. BiFi-FPGA Descrição VHDL

5 n Como primeira etapa de validação, foi implementado e simulado um bloco básico (comparador) necessário nas aplicações DSP e BIST; n Após o mapeamento e simulação funcional desse bloco, iniciou-se a implementação de um circuito de aplicação alvo (multiplicador) utilizando as células do BiFi-FPGA. BiFi-FPGA Validação da Arquitetura

6 n Visto que a célula manipula um conjunto de 4 bits, quando se deseja implementar uma parte operativa maior, será necessário fazer o cascateamento destas células. BiFi-FPGA Validação da Arquitetura

7 Comparador 8 bits BiFi-FPGA Implementação do Bloco Básico

8 n Um comparador de 8 bits é implementado utilizando-se a função XOR bit a bit da ULA; n Os operando a serem comparados devem ser fornecidos pelas entrada inA e inB; n A saída Zout fornecerá 1(um lógico) quando os operadores forem iguais ou 0(zero lógico) se eles forem diferentes. BiFi-FPGA Comparador 8 bits Descrição do Bloco Básico

9 Simulações Funcionais BiFi-FPGA

10 n Embora seja necessário um operador de multiplicação, decidiu-se não implementar esse operador diretamente na célula, visto que este tipo de estrutura consome muita área. Outra decisão tomada foi quanto ao formato dos operandos, decidindo-se que o multiplicador deveria ser capaz de trabalhar com números com sinal (complemento de dois). BiFi-FPGA Multiplicador Implementação do Circuito Alvo

11 n Com o objetivo de não se fazer modificações na arquitetura do BiFi-FPGA, decidiu-se que as multiplicações seriam feitas através de soma de produtos parciais de um dos operandos; n Além disto, decidiu-se que seria utilizada uma lógica adicional para se fazer o devido ajuste de sinal quando necessário. BiFi-FPGA Multiplicador Implementação do Circuito Alvo

12 Multiplicador Serial 8x8 BiFi-FPGA

13 Descrição do Circuito Alvo n Para sua implementação, utiliza-se duas células mais uma máquina de estados para gerar os sinais de controle apropriados; n O resultado da multiplicação é obtido após n+1 pulsos de relógio, onde n é o número de bits do operando multiplicador; n No primeiro pulso, o operando multiplicador é colocado na entrada inB e o ShifterRegLFSR é carregado com esse operando. Multiplicador Serial 8x8 BiFi-FPGA

14 n Nos seguintes pulsos, o multiplicando é colocado na entrada inB e após n pulsos de relógio, obtém-se o resultado; n A parte alta do resultado é armazenada no RegOut e a parte baixa no ShifterRegLFSR. BiFi-FPGA Descrição do Circuito Alvo Multiplicador Serial 8x8

15 SimulaçõesFuncionais Simulações Funcionais BiFi-FPGA

16 Conclusões BiFi-FPGA n Os resultados obtidos através da simulação do bloco básico e do circuito alvo destinados à aplicações em DSP e BIST foram bastante satisfatórios; n Nenhum estudo referente à estimativa de redução de área utilizando-se o BiFi-FPGA foi desenvolvido até o presente momento;

17 Conclusões BiFi-FPGA n É importante salientar que para este trabalho foi feito um estudo superficial de várias áreas: processamento digital de sinais, teste de hardware e projeto de arquiteturas reconfiguráveis. Portanto, para implementação de circuitos tais como: LFSRs, BIST em memória RAM e ROM, é necessário um estudo detalhado sobre cada uma das áreas citadas acima.


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