Mikrorendszer megvalósítása FPGA környezetben

Az előadások a következő témára: "Mikrorendszer megvalósítása FPGA környezetben"— Előadás másolata:

1 Mikrorendszer megvalósítása FPGA környezetben
Diplomaterv Czakó Péter

2 Mikrorendszer megvalósítása FPGA környezetben
Diplomaterv célja FPGA-ba ágyazott processzorok Az xr16-os ismertetése Az XSOC rendszer ismertetése Szoftvertámogatás Grafikus környezet

3 Diplomaterv célja FPGA-ba ágyazott processzor Oktatási mintarendszer
High-end eszközökhöz bevezetés Szoftvertámogatás készítése

4 FPGA-ba ágyazott processzorok
Flexibilitás Komponensek száma Sebesség HW/SW szétválasztás Vezetékezés kapacitásai Tervezési idő

5 FPGA-ba ágyazott processzorok
Kemény magos Dedikált szilícium felület Gyorsabb működés Kisebb fogyasztás Lágy magos Logikai erőforrások Konfigurálható tulajdonságok Opcionális beépíthetőség

6 Az xr16-os ismertetése Jan Gray (2000) Lágy magos kialakítás
16 bites adatok és utasítások Neumann-struktúra 16 belső regiszter Három lépcsős pipeline

7 Elvégzett módosítások:
Az xr16-os ismertetése Elvégzett módosítások: Szorzó egység Barrel shifter Rendszerbusz vezérlése Megszakítás rendszer

8 Az xr16-os ismertetése Belső felépítése:

9 Az eredeti adatfeldolgozó egység
Az xr16-os ismertetése Az eredeti adatfeldolgozó egység

10 Adatfeldolgozó egység a beépített módosításokkal
Az xr16-os ismertetése Adatfeldolgozó egység a beépített módosításokkal

11 Az XSOC rendszer ismertetése
Központi egysége: xr16 + memória vezérlő Külső SRAM programmemória Néhány egyszerű periféria VGA vezérlő

12 Az XSOC rendszer ismertetése
Elvégzett módosítások Az xr16 függetlenítése 3-állapotú buszok szétválasztása Programmemória: külső SRAM  belső BRAM Buszciklusok aktualizálása Új periféria egységek (Timer, UART, Töréspont logika, ITC, … )

13 Az XSOC rendszer ismertetése
Az új SOC rendszer: Busz: clk, rst addr [15:0], data [15:0] word, rnw nwait dma_req, dma_ack, irq [7:0], irq_served [7:0]

14 Szoftvertámogatás Assembler és Linker (xr16.exe)
C fordító (lcc-xr16.exe) Módosítások: Új utasítások felvétele (MUL, SLL, SRL, SRA) Barrel shift kihasználása Farbranch utasítások

15 Szoftvertámogatás Egyéb szoftver eszközök:
C futtató környezetek (CRT0..3) Debugger monitor UART kezelő függvények Periféria deklarációk (xsoc.h) BRAM tartalom előállítása (hex2brams.exe)

16 Grafikus környezet Funkciói: Program írása (C, ASM) Fordítás, letöltés
Lépésenkénti vizsgálat, töréspont Perifériák állítása Regisztertartalom Memóriatartomány

17 Grafikus környezet

18 Grafikus környezet LST fájl ablak Függvénynév Következő utasítás
Töréspont C forrás megjegyzésként Következő utasítás Függvénynév LST fájl ablak

19 Perifériák belső regiszterei Felhasználói perifériák beállításai
Grafikus környezet Perifériák belső regiszterei Felhasználói perifériák beállításai Perifériacímek

20 Mikrorendszer megvalósítása FPGA környezetben
Köszönöm a figyelmet! Kérdések ?