Laboratório de Lógica Configurável T8LLC Prof. Dr. Cesar da Costa 2.a Aula: Projetos com FPGA

PROJETOS COM FPGA Projeto com Circuitos Digitais Convencionais

PROJETOS COM FPGA Projeto com Circuitos Digitais Convencionais

PROJETOS COM FPGA Projeto com Circuitos Digitais Convencionais

PROJETOS COM FPGA Projeto com Circuitos Digitais Convencionais

PROJETOS COM FPGA

PROJETOS COM FPGA Ideia do Projetista: Simplificar a expressão lógica, para reduzir o número de portas lógicas a serem utilizadas.

NOVA METODOLOGIA DE PROJETOS COM FPGA

NOVA METODOLOGIA DE PROJETOS COM FPGA

NOVA METODOLOGIA DE PROJETOS COM FPGA

NOVA METODOLOGIA DE PROJETOS COM FPGA

NOVA METODOLOGIA DE PROJETOS COM FPGA

NOVA METODOLOGIA DE PROJETOS COM FPGA

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation O processo de desenvolvimento com Dispositivos de Lógica Programável (CPLD, FPGA, etc) envolve várias etapas que geralmente são automatizadas. Atualmente, a utilização de ferramentas de software EDA tem simplificado e acelerado todo o ciclo de projeto.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Um sistema típico de desenvolvimento de projetos com ferramenta de software EDA, consiste de várias etapas interconectadas. Entrada do projeto; Síntese e mapeamento; Posicionamento e roteamento; Verificação e teste; Configuração do FPGA.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Entrada de Projeto A entrada de projeto pode ser realizada de duas formas: Um diagrama lógico: desenvolvido a partir de um editor gráfico, no qual é possível utilizar portas lógicas (biblioteca do software) e macroinstruções gráficas (funções lógicas). Um editor de texto: desenvolvido a partir de linguagens de descrição de hardware como: VHDL, HDL e Verilog.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Exemplo de tela do editor gráfico

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Exemplo de tela do editor de texto

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Síntese e Mapeamento A síntese lógica consiste em duas fases distintas: a) Otimização lógica: minimiza as equações Booleanas, simplificando as equação lógicas geradas. A síntese na prática permite a redução de área a ser ocupada no circuito integrado, como também reduz o atraso de propagação (delay) dos sinais envolvidos.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation b) Mapeamento da tecnologia: seleciona um conjunto de portas lógicas de uma dada biblioteca para implementar as representações abstratas, enquanto melhora a área, o atraso ou a combinação de ambos, levando em consideração as restrições arquiteturais do FPGA envolvido.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Posicionamento e Roteamento Após a minimização lógica e o mapeamento da tecnologia, o projeto consiste em uma representação textual de componentes lógicos a serem designados aos componentes físicos da arquitetura do FPGA O posicionamento é a atribuição de componentes particulares do circuito integrado aos componentes lógicos do projeto.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation O roteamento é a atribuição de trilhas e chaves de interconexão programáveis para comunicação entre os componentes. O posicionamento e o roteamento são dois processos mutuamente dependentes.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Verificação e Teste A simulação é o tipo mais comum de verificação utilizada em projetos com FPGAs. A verificação pode ser funcional, realizada em nível comportamental ou temporal em nível de portas lógicas.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Configuração do FPGA Após a verificação e o teste será gerado um arquivo de configuração, que será descarregado no FPGA. O modo programação serial passiva com cabo de download é o modo mais recomendado, pois o arquivo de configuração pode ser transferido, pela porta de comunicação (USB) diretamente para o dispositivo FPGA, interface JTAG, por um cabo padrão USB.

Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation Editor Gráfico Editor de Símbolo Editor de Texto Bibliotecas: Primitivas Macroinstruções Síntese Mapeamento Posicionamento Roteamento Verificação Teste Configuração do FPGA

Softwares EDA Disponíveis no Mercado

Software Quartus II, versão 9.1 sp2, Web Edition O ambiente de projetos Quartus II Web Edition, desenvolvido pela empresa Altera e disponível no site www.altera.com (versão free), é o exemplo de software EDA utilizado neste curso. Trata-se de uma ferramenta computacional de análise e de síntese de projetos que reduz o tempo de desenvolvimento de circuitos digitais.

Software Quartus II, versão 9.1 sp2, Web Edition Editor gráfico: um diagrama lógico, desenvolvido a partir de elementos primitivos, portas lógicas básicas e outros componentes disponíveis em bibliotecas, podem ser inseridos e interligados para criar o projeto. Editor de texto: uma descrição abstrata do circuito lógico, utilizando comandos reservados de uma linguagem estruturada de descrição de hardware, como AHDL, VHDL ou Verilog, mostra o comportamento ou o funcionamento do circuito lógico. Editor de símbolo gráfico: nesse caso, os elementos do diagrama lógico são símbolos gráficos criados pelo usuário ou macroinstruções gráficas existentes nas bibliotecas do software, que implementam alguma função lógica.

Software Quartus® II Qualquer dúvida quanto aos comandos do software utilizados pode ser solucionada com a leitura do tutorial interativo, na tela inicial do software Quartus® II ou pelo acesso ao menu Help, na barra de ferramentas da janela principal. O Help é uma documentação completa que deve ser explorada. Antes de iniciar a instalação do programa, tenha certeza de que o microcomputador padrão IBM PC tenha pelo menos 1 GB de memória RAM, um espaço disponível em hard disk de 2,0 GB e o Sistema Operacional instalado seja Windows 7, Windows Vista (32 bits) ou Windows XP (32 bits). Verifique se a CPU é um Pentium III com 866 MHz ou superior, pois quanto mais rápida a CPU melhor. O software Quartus II Web Edition, versão 9.1, pode ser descarregado do site http://www.altera.com, opção Download Center, arquivo 91sp2_quartus_free.

Acompanhe os seguintes passos no processo de instalação do software: Software Quartus® II Acompanhe os seguintes passos no processo de instalação do software: 1. Clique no ícone 91_quartus_free. 2. Escolha o local de instalação, por exemplo, C:\altera\91sp2. 3. Selecione o tipo de instalação: completa. 4. O software Quartus II Web Edition, versão 9.1sp2, será instalado no diretório destino C:\altera\91sp2\quartus e no diretório de projeto C:\altera\91sp2\qdesigns. 5. Não é mais necessário obter a licença de uso do software no site do fabricante.