INF3430/4431. Introduksjon til VHDL Spartan starterkit Spartan-3 FPGA

Like dokumenter
Kombinatorisk og synkron logikk. Kapittel 4

INF3430 Høsten ChipScope PRO - En kort innføring

Versjon2.0/ ChipScope PRO - En kort innføring

Synkron logikk. Sekvensiell logikk; to typer:

INF3430/4430. Grunnleggende VHDL

Tilstandsmaskiner (FSM) Kapittel 5

SRAM basert FPGA INF H10 1

INF 3430/4430. Viktige momenter i syntese og for valg av teknologi

Oppgave 1 En 4-input Xilinx LUT med innhold 9009 (hex) realiserer en: A xor-xor-or B xor-xor-nand C xor-xor-nor D xor-xor-and E xor-xor-xor

Programmerbar logikk. CPLD og FPGA. Fys3270(4270)

FYS 3270(4270) Data-assistert konstruksjon av kretselektronikk (tidligere Fys 329) Fys3270(4270)

Store design. Kapittel 6

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. INF4431 Digital systemkonstruksjon

Entities and architectures. Kapittel 3

INF3430. VHDL byggeblokker og testbenker

INF3430/4430. Grunnleggende VHDL. 11-Sep-06

INF3430. Fasit eksamen Høst Oppgave 1 6. Oppgave A B C D E 1 X X 2 X 3 X X 4 X X 5 X X 6 X

INF3430/4431 Høsten Laboppgave 2 VHDL-programmering Funksjoner og prosedyrer/bibliotek Styring av sjusegmenter

INF3430/4431. VHDL byggeblokker og testbenker

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Simulering, syntese og verifikasjon (Max kap. 19)

INF3430/4431. VHDL byggeblokker og testbenker forts.

Design med ASIC og FPGA (Max kap.7 og 18)

INF3430/4431 Høsten Laboppgave 4 System on Chip (SoC) konstruksjon

Avdeling for ingeniørutdanning Institutt for teknologi

INF3430/4431. Kretsteknologier Max. kap. 3

Into da BIOS<3. Bak Skallet

INF3430/4430. Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer

Vi anbefaler at du setter deg litt inn i maskinen på forhånd. Det er en DELL Optiplex 620.

INF3430/4430. Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer

INF3430/4430 Høsten Designflyt Utviklingsverktøyene Modelsim og Xilinx ISE

Agenda Funksjoner og prosedyrer. Funksjoner

INF3430. Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer

Avanserte byggeblokker (Maxfield kap.13 og 17)

INF 3430/4430. Simuleringsmetodikk

2. Hvor mye Internminne har den? Svar: 2GB


Høgskolen i Sør-Trøndelag Avdeling for teknologi

INF3430/4430. Kombinatoriske og sekvensielle byggeblokker implementert i VHDL :57

Clock speed 3.20GHz Bus Speed 800MHz L2 Cache 4MB 2 Cores Ikke Hyperthreading 64 BIT

TELE2010A Digital Systemkonstruksjon

INF3430/4431. Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer

INF3430/4431. VHDL byggeblokker og testbenker forts.

INF3430/4430 Høsten Designflyt Utviklingsverktøyene Modelsim og Xilinx ISE

INF3430/4430 Høsten Designflyt Utviklingsverktøyene Modelsim og Xilinx ISE

INF3430. VHDL byggeblokker og testbenker forts.

F4 IN HDL. Yngve Hafting,

UNIVERSITETET I OSLO

INF 3430/4431. Simuleringsmetodikk

Digital logic level: Oppsummering

INF2270. Datamaskin Arkitektur

CURRICULUM. INF fall User: joakimmj alekspo. Author: JOAKIM MYRVOLL ALEKSANDER POLLEN. Due:

Del1: Setup: BIOS. 2. Hvor mye Internminne har den? 3GB DDR2

Designflyt Utviklingsverktøyene Modelsim og Xilinx ISE

INF3430/4431. Viktige momenter i syntese og for valg av teknologi Chipscope

INF 3430/4430. Simuleringsmetodikk

Phu Pham Laboppgave 29. September 2015

INF3430. Kretsteknologier Programmeringsteknologier VHDL-Access datatyper

Del 2. Bak skallet. Avsette minne til et spesifikt OS Teste harddisk under oppstart Sette opp system logger

Appendiks 7 Konstanter og variabler til kap. 6

INF2270. Datamaskin Arkitektur

DM6814/DM5814 User s Manual

INF 3430/4430. UNISIM, SIMPRIM og Vital-bibliotekene Xilinx Corelib Test og design for testbarhet

INF1400 Kap4rest Kombinatorisk Logikk

Datamaskinens oppbygning og virkemåte

Gruppe(r): 2EY Eksamenstid, fra-til: Eksamensoppgaven består av. Antall sider: 4 (Inkludert denne)

Internminnet. Håkon Tolsby Håkon Tolsby

LabOppgave. 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en.

INF1400 Kap 0 Digitalteknikk

INF 3430/4430. UNISIM, SIMPRIM og Vital-bibliotekene Xilinx Corelib Test og design for testbarhet

INF1400 Kap 1. Digital representasjon og digitale porter

F5 IN Digitale byggeblokker. Yngve Hafting,

Designflyt Utviklingsverktøyene Questa(Modelsim) og Xilinx ISE. Versjon 1.5/

Fys 3270/4270 høsten Laboppgave 2: Grunnleggende VHDL programmering. Styring av testkortets IO enheter.

INF Test og design for testbarhet

INF3340/4340. Synkrone design Tilstandsmaskiner

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Kretsteknologier (Max. kap. 3) Kretsteknologier. Kretsteknologier. Følgende gjelder for alle figurer hentet fra læreboka. Max. kap.

Organisering og ledelse av hardware-utvikling

WORLD CLASS through people, technology and dedication WORLD CLASS through people, technology and dedication

UNIVERSITETET I OSLO

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture. Sekvensiell logikk. Flip-flop er

En mengde andre typer som DVD, CD, FPGA, Flash, (E)PROM etc. (Kommer. Hukommelse finnes i mange varianter avhengig av hva de skal brukes til:

Internminnet. Håkon Tolsby Håkon Tolsby

Laboppgave. Sondre Gulichsen, Li Lisan Linder. 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en.

VHDL En kjapp introduksjon VHDL. Oversikt. VHDL versus C(++)/Java

SIE 4005, 8/10 (3. Forelesn.)

Beskrivelse av styresystem for aktiv likeretter. Versjon 1.0.

UNIVERSITETET I OSLO

Meir buss, I/O, prosessor detaljar. Arbitrering: Kven kontrollerar bussen Buss eksempel PIO Prosessorar

Design med ASIC og FPGA (Max kap.7 og 18)

Prøveeksamen 2. Elektronikk 24. mars Løsningsforslag

SUPER DISCLAIMER. Vi endrer opplegget litt fra år til år, og vi hører på dere!

LABOPPGAVER GRIT: IT OG SAMFUNN. Del 1 Setup - BIOS

Del 1 Setup - BIOS Oppgaver: 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en.

1 Innledning. Oppgaven består i å konstruere et digitalt simultanoversettelsessystem.

TDT4110 IT Grunnkurs Høst 2015

Prøveeksamen 2. Elektronikk 24. mars 2010

Dagens temaer. temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation. av sekvensielle kretser. and Architecture. Tilstandsdiagram.

Transkript:

INF3430/4431 Introduksjon til VHDL Spartan starterkit Spartan-3 FPGA

Agenda Hva skal vi gjøre i INF3430/4431? VDHL simulering/syntese Place & Route til FPGA Prøve ut design i ekte hardware Hvorfor VHDL eller andre HDL (Hardware Description Language)? Gjennomgang av dokumentasjon for labkort Spartan-3 FPGA oppbygning INF3430/4431 2

Hvorfor HDL? Syntese til design INF3430/4431 3

Hvorfor HDL? Teknologiuavhengig kode Forskjellig abstrakssjonsnivå Netlist: Boolean equations: U1: xor2 port map(a(0), b(0), x(0)); U2: xor2 port map(a(1), b(1), x(1)); U3: nor2 port map(x(0), x(1), aeqb); aeqb <= (a(0) xor b(0)) nor (a(1) xor b(1)); Concurrents statements: Sequential statements: aeqb <= 1 when a=b else 0 ; if a=b then aeqb <= 1 ; else aeqb <= 0 ; end if; INF3430/4431 4

Hvorfor HDL? Portabilitet VHDL/System Verilog er standardisert under IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) VHDL - IEEE 1076 System Verilog - IEEE 1364 INF3430/4431 5

Hvorfor HDL? Enkelt vedlikehold/utvidelse av design COUNT : inout std_logic_vector(3 downto 0); -- Telleverdi --- COUNTER : process (RESET,CLK) begin if(reset = '1') then COUNT <= (others => '0'); elsif rising_edge(clk) then COUNT <= COUNT + 1; end if; end process COUNTER; INF3430/4431 6

Hvorfor HDL? Enkelt vedlikehold/utvidelse av design COUNT : inout std_logic_vector(3 downto 0); -- Telleverdi INF3430/4431 7

Hvorfor HDL? Enkelt vedlikehold/utvidelse av design COUNT : inout std_logic_vector(7 downto 0); -- Telleverdi INF3430/4431 8

Spartan-3 labkort http://www.digilentinc.com/products/detail.cfm?prod=s3board&nav1=products&nav2=programmable INF3430/4431 9

Spartan-3 labkort INF3430/4431 10

Spartan-3 labkort INF3430/4431 11

Spartan-3 labkort SRAM INF3430/4431 12

Spartan-3 labkort Sjusegmenter INF3430/4431 13

Styring av sjusegmentene a a b f b c g d e VCC AN3 e c f g ANi(i=0,1,2,3) AN2 AN1 d Dec Dec AN0 Disp3 Disp0 Disp1 Disp2 Disp3 Disp0 INF3430/4431 14

Spartan-3 labkort Push buttons, Switches, LEDs INF3430/4431 15

Spartan-3 labkort VGA port INF3430/4431 16

Spartan-3 labkort PS2 port (tastatur/mus) INF3430/4431 17

Spartan-3 labkort RS-232 port (serie port) INF3430/4431 18

Spartan-3 labkort 50MHz klokke INF3430/4431 19

Spartan-3 labkort. Ekstra klokke INF3430/4431 20

Spartan-3 labkort. Konfigurasjonsmode jumpere INF3430/4431 21

Spartan-3 labkort. Platform Flash minne INF3430/4431 22

Spartan-3 labkort. JTAG programming/debug ports INF3430/4431 23

Spartan-3 labkort. Power supplies (5V og 3.3V) 3.3V 5V INF3430/4431 24

Spartan-3 labkort Power supplies (2.5V og 1.2V) 2.5V 1.2V INF3430/4431 25

Spartan-3 labkort. Expansion connectors A1 expansion connector A2 expansion connector B1 expansion connector INF3430/4431 26

Spartan3-Arkitektur INF3430/4431 27

Spartan3-Arkitektur Input/Output-block Opptil 24 I/O standarder 7 high performance differensial CLB-Configurable Logic Blocks SRAM basert LUT (Look-up table) Block RAM Dual-port 18kbit i hver Hardware multipliers Beregner produkt av to 18bits inputs Viktig for DSP anvendelser DCM-Digital clock manager Faseforskyvning, klokkemultiplikasjon/divisjon Konfigurasjon INF3430/4431 28

Spartan-3 I/O-block INF3430/4431 29

Spartan-3 I/O-block INF3430/4431 30

Spartan-3 I/O-block INF3430/4431 31

Startan-3 I/O block INF3430/4431 32

Spartan-3 I/O banker Samme I/O standard innenfor samme bank Viktig å være obs på bank-grenser ved blanding av I/O standarder INF3430/4431 33

Spartan-3 Pinneplassering ft256 INF3430/4431 34

Spartan-3 CLB (Configurable Logic Block) INF3430/4431 35

Spartan-3 CLB INF3430/4431 36

Spartan-3 CLB INF3430/4431 37

Spartan-3 Block RAM INF3430/4431 38

Spartan-3 Block RAM Anvendelser FIFO First In-First Out buffere Viktig i datakommunikasjon for å lage køer Tilpasning av forskjellige bussbredder Tilpasning av forskjellige klokkedomener Kan brukes som programminne for innebygde prosessorer (jfr. Microblaze) Mellomlager mot eksternt lager (SDRAM) INF3430/4431 39

Spartan-3 Block RAM INF3430/4431 40

Spartan-3 Block RAM INF3430/4431 41

Spartan-3 Block RAM INF3430/4431 42

Spartan-3 Multiplikatorer INF3430/4431 43

Spartan-3 DCM (Digital Clock Manager) INF3430/4431 44

Spartan-3 DCM (Digital Clock Manager) INF3430/4431 45

Konfigurasjon Xilinx FPGA er SRAM basert Mister informasjon når strøm slås av Må derfor ha eget minne som husker virkemåten (konfigurasjonen) Konfigursjonen lastes opp i FPGA når man slår på strøm eller ved et annet tidspunkt dersom dette er ønskelig Kan ha mange alternative konfigurasjoner. Rekonfigurerbar hardware Kan tilpasses en rekke forskjelllige minnetyper (Seriell/parallell Flash) INF3430/4431 46