про реализацию АЛУ, плюс ещё пару вопросов Опции

[AlexHoppus]

Привет всем, я абсолютный ламер по части ПЛИС, читаю много книг, но некоторые вопросы все равно остаются непонятными. Я понимаю, что их много и они тупые, но прошу ответить хотя бы на часть ... если возможно. Этим летом я написал 32ух разрядное АЛУ на VHDL (операции + - / * на базисе xor, and, or, not). Собственно вопрос первый - это вообще адекватный код, подойдет ли он к загрузке в ПЛИС? Вопрос второй - какая разница - реализовывать допустим операции (+ - / *) 32ух разрядных чисел в коде через вышеуказанный базис или просто методом a+b, a-b, a*b, a/b ?
Я так понимаю, что этот код на VHDL с помощью каких-то утилит пакета (например) WebPack ISE можно отобразить в реальную логическую схему, т.е. наладить связи между CLB какой-то конкретной ПЛИС, и учитывая имеющиеся у нее в запасе ресурсы, запихать в них устройство описанное на уровне VHDL.
Вопрос 3 . Правильно ли я понимаю, что для того, чтобы грамотно запрограммировать устройство в FPGA нужно четко представлять какие конструкции кода VHDL в какой цифровой эквивалент ПЛИС отображаются на цифровом логическом уровне? И где эту информацию можно почерпнуть?
Вопрос 4 . Есть ли какая - нибудь литература (лучше не книги а статьи), где на примерах конкретных описывается процесс проектирования в среде ISE Design suite полностью? Начиная от VHDL описания и заканчивая внедрением проекта в ПЛИС
Вопрос 5.
Сейчас читаю цикл статей "Микропроцессор своими руками" и в перспективе хочу сделать тоже софт процессор. Интересует - есть ли ещё подобные статьи, где реализуют более полный вариант процессора?
Вопрос 6.
Я в универе учусь и мне интересно - разработка устройств под ПЛИС это вообще перспективное направление, стоит ли это ботать?

Код АЛУ о котором я говорил где-то в начале приложил.

Сообщение отредактировал AlexHoppus - Sep 13 2010, 16:09

Прикрепленные файлы

 32_razryadnoe_ALU.vhd ( 12.37 килобайт ) Кол-во скачиваний: 107

 

[des333]

 

Собственно вопрос первый - это вообще адекватный код, подойдет ли он к загрузке в ПЛИС?

Код не читал.

Вопрос второй - какая разница - реализовывать допустим операции (+ - / *) 32ух разрядных чисел в коде через вышеуказанный базис или просто методом a+b, a-b, a*b, a/b ? 

Если в двух словах - никакой. Синтезатор на сегодняшний день достаточно умный, чтобы оптимально или почти оптимально сделать относительно простые операции. Для более сложных - да, иногда придется пописать на более низком уровне. Но на данном этапе, с текущими знаниями, у Вас это будет получаться не очень хорошо. Но для общего развития можете потренироваться.

Вопрос 3 . Правильно ли я понимаю, что для того, чтобы грамотно запрограммировать устройство в FPGA нужно четко представлять какие конструкции кода VHDL в какой цифровой эквивалент ПЛИС отображаются на цифровом логическом уровне? И где эту информацию можно почерпнуть?

Правильно понимаете. Почерпнуть можно некоторую часть из документации на то ПО, которым Вы пользуетесь, но большую часть поймете на экспериментах. Написали код, скомпилили, посмотрели в RTL-viewer'e, поняли, что вышло, и так по кругу. 

Вопрос 4 . Есть ли какая - нибудь литература (лучше не книги а статьи), где на примерах конкретных описывается процесс проектирования в среде ISE Design suite полностью? Начиная от VHDL описания и заканчивая внедрением проекта в ПЛИС

Не знаю. А что конкретно Вас интересует?

Вопрос 5.
Сейчас читаю цикл статей "Микропроцессор своими руками" и в перспективе хочу сделать тоже софт процессор. Интересует - есть ли ещё подобные статьи, где реализуют более полный вариант процессора?

Более серьезные процессоры реализованы на OpenCores.org - можете скачать, посмотреть код, поизучать.

Вопрос 6.
Я в универе учусь и мне интересно - разработка устройств под ПЛИС это вообще перспективное направление, стоит ли это ботать?

У нас в России не особо перспективно. Приборостроение почти нет, следовательно, востребованность не очень большая. Если смотреть по деньгам, то Java-разработчик или 1С-программист в средним будут зарабатывать больше. Недавно обсуждали эту темы более подробно. Пришли к выводы, что работать с ПЛИС можно только "по любви".

[bogaev_roman]

какая разница - реализовывать допустим операции (+ - / *) 32ух разрядных чисел в коде через вышеуказанный базис или просто методом a+b, a-b, a*b, a/b ?

Операции деления вообще нет. Умножители могут быть встроенные, так же как и сумматоры и соответственно с точки зрения ресурсов могут использоваться именно они.

Есть ли какая - нибудь литература (лучше не книги а статьи), где на примерах конкретных описывается процесс проектирования в среде ISE Design suite полностью? Начиная от VHDL описания и заканчивая внедрением проекта в ПЛИС

Читайте Зотова (хоть и очень убогая книга). Есть куча лабораторок по данной тематике (диодиками помигать, посмотреть времяник счетчика), поищите в инете.

Я в универе учусь и мне интересно - разработка устройств под ПЛИС это вообще перспективное направление, стоит ли это ботать?

Была такая темка, как уже des333 писал
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...A++%EF%EB%E8%F1

Сообщение отредактировал bogaev_roman - Sep 13 2010, 17:39

[des333]

Операции деления вообще нет.

Не могли бы пояснить? 

[bogaev_roman]

Не могли бы пояснить? 

В том смысле, что в старом ISE эта конструкция вообще была несинтезируема (сейчас по идее уже синтезируется т.к. dsp блоки появились). В квартусе деление выливается в мегафункцию с максимальной разрядностью данных - 64 и dsp блоки(если они есть). Т.е. фактически операция деления реализуется посредством умножения, сдвигов и суммирования/вычитания.

[AlexHoppus]

Была такая темка, как уже des333 писал
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...A++%EF%EB%E8%F1

Написано форум защищен паролем.

НУ у нас приборостроение в военку упирается, там тоже все плохо?

посмотрели в RTL-viewer'e

Он входит в ISE Webpack? что-то не могу его у себя найти.

[des333]

Написано форум защищен паролем.

Да, оффтоп сейчас в опале. 

НУ у нас приборостроение в военку упирается, там тоже все плохо?

Вот с этой областью не знаком - не могу сказать.

Он входит в ISE Webpack? что-то не могу его у себя найти.

RTL Viewer входит в Quartus. 
В ISE это расположено в Tools -> Schematic Viewer -> RTL.
Есть ли он в Webpack - не знаю, проверьте.



P.S. Я тут для себя тоже решил с процами побаловаться. Так что, пишите в аську (она в профиле), будем "мозговой штурм" устраивать.

[Leka]

RTL Viewer в Webpack есть.

[vadimuzzz]

НУ у нас приборостроение в военку упирается, там тоже все плохо?

если не хуже. насчет RTL - лучше смотреть Technology Map Viewer`ом или как оно там в ISE называется. в квартусе RTL Viewer частенько брешет

[des00]

Вопрос второй - какая разница - реализовывать допустим операции (+ - / *) 32ух разрядных чисел в коде через вышеуказанный базис или просто методом a+b, a-b, a*b, a/b ?

Все кроме деления будет синтезированно однозначно, а вот реализация операции деления зависит от требований к производительности.

Вопрос 3 . И где эту информацию можно почерпнуть?

Опыт + чтение мануалов на используемый софт

Вопрос 4 . Есть ли какая - нибудь литература (лучше не книги а статьи), где на примерах конкретных описывается процесс проектирования в среде ISE Design suite полностью? Начиная от VHDL описания и заканчивая внедрением проекта в ПЛИС

Ищите книги зотова

В том смысле, что в старом ISE эта конструкция вообще была несинтезируема (сейчас по идее уже синтезируется т.к. dsp блоки появились).

наличие dsp блоков, суть которых MULT/MAC/MULTADD/и т.д. никак не может влиять на поддержку честной операции деления, суть которой последовательное вычитание и сдвиг. А то что вы имеете в виду это замена деления на константу умножением на ее скалированную инверсию, что дает погрешность операции деления. Если в ISE это не синтезируется, значит разработчики ламеры, мало того что поддержку SV не могут допилить, так еще и синтезируемое подмножество V полностью не поддерживают

[iosifk]

Сейчас читаю цикл статей "Микропроцессор своими руками" и в перспективе хочу сделать тоже софт процессор. Интересует - есть ли ещё подобные статьи, где реализуют более полный вариант процессора?
Я в универе учусь и мне интересно - разработка устройств под ПЛИС это вообще перспективное направление, стоит ли это ботать?

Спасибо, что читаете мои статьи.
У меня к Вам пара вопросов, ответите в личную почту?
Как Вы нашли эти статьи?
Что бы Вы еще хотели почитать?
Где учитесь и какой курс?

Теперь ответы. Возьмите книгу В.Зотова. Там написано, что и как делать в ISE. Если не найдете в сети, то у нас на сайте www.kit-e.ru смотрите его же статьи. Еще см. статьи Тарасова. Книгу Полякова...
Или на сайте Ксайлинкса найдите видео-ролик об этом же...
Про сайт опенсорез Вам уже написали. Там к каждому проекту есть описание. хотя и на англ...
Удачи!

[Maverick]

Дополнительную литературу можно найти здесь

[des333]

AlexHoppus:
Начал вчера вечером читать книгу:
http://gigapedia.com/items/49383/guide-to-...s-and-engineers

Очень просто и понятно описано, легко читается - рекомендую.

[AlexHoppus]

Спасибо всем, я не ожидал, что будет так много ответов, мне это очень помогло.

des333
Ваша ссылка почему-то при открытии выдает resource not found , а так было бы интересно посмотреть

iosifk

Отправил письмо Вам на почту.

[des333]

des333
Ваша ссылка почему-то при открытии выдает resource not found , а так было бы интересно посмотреть

Действительно. Странно.
Вот:
http://gigapedia.com/items:view?eid=VAW7wJ...Y8PAH7e3ga48%3D

[des00]

Очень просто и понятно описано, легко читается - рекомендую.

хмм, это web книга или можно в офлайне читать ?

[AlexHoppus]

des00
В оффлайне можно читать, мне удалось скачать ее тут http://www.filestube.com/8e4a9b455c0a284e0...-Engineers.html

Сообщение отредактировал AlexHoppus - Sep 15 2010, 05:25

[iosifk]

Отправил письмо Вам на почту.

Утром читал в 6-30 по моск., еще не было...

[des333]

хмм, это web книга или можно в офлайне читать ?

Неужели Вы не зарегистрированы на Gigapedia.com? 
Рекомендую!

des00
В оффлайне можно читать, мне удалось скачать ее тут http://www.filestube.com/8e4a9b455c0a284e0...-Engineers.html

Вам тоже советую зарегистрироваться на Гигапедии.

[yes]

книжка была такая когда-то, там как раз рассматривался как пример 32х разрядный ЦПУ, ну и АЛУ наверно там есть
http://www.google.ru/#sclient=psy&hl=r...60d3e7a84dcbfb6

[AlexHoppus]

iosifk
Я ответил примерно следующее -

Спасибо, что читаете мои статьи.

Вам спасибо.

Как Вы нашли эти статьи?

Нашел ссылку на Вашу страницу на одном из форумов на этом сайте.

Что бы Вы еще хотели почитать?

Честно - затрудняюсь ответить пока.

Где учитесь и какой курс?

3 курс МГТУ имБаумана

yes
Спасибо большое, буду читать.

[Leka]

Вопрос процессоростроителям - на чем программировать собираетесь?

[des333]

Вопрос процессоростроителям - на чем программировать собираетесь?

Если это и ко мне вопрос, то отвечу - на V/SV.

А что? 

[Leka]

Не процессор описывать, а программу для этого процессора.

[des333]

Не процессор описывать, а программу для этого процессора.

Как мне кажется, не самый первостепенный вопрос. Да пока и не вопрос вовсе. Для начала нужно с процом определиться.
Или я не прав? 

Лично я думаю для начала реализовать какую-нибудь существующую ISA, или несколько. А потом уже над своей подумать.
Так для первого вопроса для тестирования асма хватит.

[Leka]

На ассемблере далеко не уехать, разве что побаловаться.

[iosifk]

На ассемблере далеко не уехать, разве что побаловаться.

на самом деле вопрос не в том, будет ли обязательно язык высокого уровня или нет.
вопрос в том, чем занят данный процессор. Для каких задач он делался...
Если это развитый управляющий автомат и не более, то, как показала моя практика, и ассемблера вполне достаточно. Тем более, что при правильном выборе набора команд, одна команда такого процессора будет заменять 2-4 команды стандартного. А более сложные обработки можно отдать во вспомогательные для данного процессора блоки - сопроцессоры. И там тоже обойтись только ассемблером.
А вот если идет речь о "процессоре общего применения", то действительно, надо начинать с компилятора языка. И уже под него подгонять структуру процессора.

3 курс МГТУ имБаумана

тогда до встречи на Чип-Экспо. Я там буду 26 и 27 на стенде Элтеха... Подробнее напишу в форуме.
Пригласительные билеты, думаю, будут в офисе Элтеха...

[iosifk]

Про сайт опенсорез Вам уже написали. Там к каждому проекту есть описание. хотя и на англ...

Вот как надо... И все только потому, что есть интерес и готовый софт...
http://chrisfenton.com/homebrew-cray-1a/

И там же пример кода...

[yes]

А вот если идет речь о "процессоре общего применения", то действительно, надо начинать с компилятора языка. И уже под него подгонять структуру процессора.

это нам, как HDL дизайнерам кажется, что портировать компилер для проца сложно, а специалист по компилерам делает это не напрягаясь. тем более архитектура процев она в большинстве своем одинакова и в md файле надо пару строчек поправить и опаньки
вот llvm вроде недавно появился, а его бэкэенд уже портировали на что только можно

но тем не менее - для TMS-ов 6000 все никак не напишут хорошего компилера.... то есть порта GCC все нет...

то есть думать надо вначале, а потом уже кодировать

[des333]

А вот если идет речь о "процессоре общего применения", то действительно, надо начинать с компилятора языка. И уже под него подгонять структуру процессора.

Я, конечно, в создании процессоров ноль, но на мой взгляд, если подгонять архитектуру процессора под компилятор, то хороший процессор не получится.

[iosifk]

... но на мой взгляд, если подгонять архитектуру процессора под компилятор, то хороший процессор не получится.

А процессоры AVR - это нам не указ и не пример... А ведь их структура как раз и была подогнана под компилятор Си. И уже столько лет все довольны... И Атмел на этом как понялась!

а про АМД продолжить? Или и так все понятно...

[des333]

А процессоры AVR - это нам не указ и не пример... А ведь их структура как раз и была подогнана под компилятор Си. И уже столько лет все довольны... И Атмел на этом как понялась!

а про АМД продолжить? Или и так все понятно...

Один пример - это не показатель.

И еще - не подскажите, у ARM структура тоже подогнана по компилятор?


UPD. Судя по вступлению к этому документу:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...ts/COMPILER.pdf

дело обстоит не совсем так.

High Level Languages (HLLs) are rapidly becoming the standard methodology for
embedded microcontrollers due to improved time-to-market and simplified
maintenance support. In order to ensure that the new ATMEL AVR family of
microcontrollers was well suited as a target for C compiler, the external C compiler
development was started before the AVR architecture and instruction set were
completed. During the initial development of the C compiler, several potential
improvements in the AVR were identified and implemented. The result of this
cooperation between the compiler developer and the AVR development team is a
microcontroller for which highly efficient, high performance code is generated.

[Leka]

подгонять архитектуру процессора под компилятор

Тут надо уточнить, подгонка под какой компилятор - уже существующего языка, или нового. Если второе, то речь скорее будет о взаимной подгонке железа и софта с целью общей оптимизации.

Сообщение отредактировал Leka - Sep 17 2010, 14:14

[Leka]

LLVM

- почитал немного, пишут, что для х86 результат = GCC +/- 10%, те революций не предвидится.
И вспомнил, когда начинал разбираться с FPGA - ISE/Quartus весили по < 700Мбайт, сейчас > 4Гбайт, а результат синтеза/разводки - почти тот-же, и время синтеза - почти то-же (при неизменном железе). Что наблюдаем, сизифов труд компиляторописателей?

[iosifk]

И вспомнил, когда начинал разбираться с FPGA - ISE/Quartus весили по < 700Мбайт, сейчас > 4Гбайт, а результат синтеза/разводки - почти тот-же, и время синтеза - почти то-же (при неизменном железе). Что наблюдаем, сизифов труд компиляторописателей?

А вот это совершенно разные вещи...
Одно дело компилятор для процессора, а другое - огромная база данных, чем и являются кремниевые компиляторы. Объем "верхних" кристаллов вырос? Соответственно и вырос объем софта... Ну и "накладные расходы" из-за графических оболочек. Одни только Нетфраймы сколько стали весить...