PROTOTÍPUSKÉSZÍTÉS VERILOG NYELVEN

PROTOTÍPUSKÉSZÍTÉS VERILOG NYELVEN

Előadó: Dr. Oniga István

A tárgy weboldala •

http://irh.inf.unideb.hu/user/onigai/PVN/verilog.html

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Adminisztratív információk • • • • • • • • •

Tárgy: Prototípuskészítés Verilog nyelven Okt tó Dr. Oktató: D Oniga O i IIstván t á ([email protected]) ( i i t @i f id b h ) Kurzuskód: INMV811E Félé 2 Félév: Típus: Előadás/Gyakorlat Ó Óraszám/hét: 2+2 Kredit: 6 Státusz: Normál Előfeltételek: ?

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Az előadás célja • • • • • •

A di digitális itáli ttervezés é alapfogalmainak l f l i k megismerése i é A legelterjedtebb FPGA családok belső felépítésének megismerése H d l í ó (HDL) nyelvek Hardverleíró l k megismerése i é Megismerni az eszköz programozási tulajdonságait. A Xilinx fejlesztői környezet megismerése Egyszerű elektronikus eszközök modellezésének elsajátítása

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Az előadás időbeosztása • • • • • • • • • • •

Adminisztráció. Ad i i á ió Al Alapfogalmak f l k Az FPGA eszközök rövid áttekintése A hardver programozás fogalma, fogalma HDL nyelvek A Verilog nyelv alapelemei, egyszerű áramkörök modellezése A ’testbench’ fogalma, g , pprototípus p tesztelés RTL- szintű kombinációs áramkörök Szekvenciális áramkörök A HDL további nyelvi elemei Számlálók, regiszterek Állapotautomaták FPGA-val FPGA val Tervezési példák HDL nyelven

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Gyakorlat (1) •

•

• • •

Ismerkedés az ISE fejlesztőrendszerrel j és a LOGSYS kártyával Első projekt (Rajz) – egyszerű logikai kapuk. Második projekt (Verilog) – egyszerű logikai kapuk Komparátor Multiplexer Komparátor. Fél összeadó. Teljes összeadó Kódolok, dekódolok. – –

•

4 digites hétszegmenses kijelző meghajtása Pontmátrix kijelző

Számláló ((Verilog) g)

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Gyakorlat (2) • • • • • • • •

Másodpercszámláló (4 digites) Digitális óra Jelzőlámpa 1. Jelzőlámpa 2 (másodperc számlálóval) Stopwatch (IPcore használata, használata DCM használata) Memóriák UART VGA kontroller Értékelés

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Vizsgáztatási módszer Osztályozás: • Gyakorlati feladatok, 50% • Kollokvium, Kollokvium 50% Vizsga: írásbeli

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Jegyzet tankönyv, Jegyzet, tankönyv felhasználható irodalom •

• • •

Richard E. Haskell, Darrin M. Hanna, Digital Design using Digilent FPGA Boards Verilog/Active-HDL Edition, LBE Books, 2009. Richard E. Haskell,, Darrin M. Hanna,, Learningg byy Example p Usingg Verilog g - Advanced Digital Design with a Nexys-2 FPGA Board, LBE Books, 2009. Pong P. Chu, FPGA Prototyping By Verilog Examples: Xilinx Spartan-3 Version. P Pong P P. Ch Chu, FPGA P Prototyping t t i bby VHDL E Examples: l Xili Xilinx S Spartan-3 t 3 Version. V i Clive Maxfield, The Design Warrior's Guide to FPGAs. Devices, Tools and Flows. Steve Kilts,, Advanced FPGA Design: g Architecture,, Implementation, p , and Optimization, p ,

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Jegyzet tankönyv, Jegyzet, tankönyv felhasználható irodalom • • • • • • •

Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals, 10-th edition, Pearson Prentice Hall, 2009. Programable Logic Handbook: PLD, CPLDs and FPGAs - Ashok K. Sharma, 2000; Mark Zwolinski,Digital System Design With VHDL, 2nd Edition. John F. Wakerly: Digital Design, Prentice Hall, 2001. Logic and Computer Design Fundamentals - M. Morris Mano; Charles R. Kime, editia 2, Prentice Hall Hall, 1997; Digital Design principles and Computer Arhitecture - Edward Karalis, Prentice Hall, 1999.

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Hivatkozások [1] A Xilinx cég honlapja http://www.xilinx.com [2] A Xilinx tervezoeszközei http://www xilinx com/products/design resources/design tool/index htm http://www.xilinx.com/products/design_resources/design_tool/index.htm [3] A Xilinx ISETM WebPACKTM csomagja http://www.xilinx.com/ise/logic_design_prod/webpack.htm [4] A Xilinx ISETM WebPACKTM fájlonként http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/xilinx/ [5] A Xilinx ISETM WebPACKTM telepítése htt // http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/XilinxISEWebPACKtelepites.pdf i f id b h / j h/ d /h / ili /Xili ISEW bPACKt l it df [6] Regisztrációs szám az installáláshoz http://www.inf.unideb.hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/RegID.txt [7] A Xilinx WebPACKTM Quick Start Manual http://www http://www.inf.unideb.hu/ inf unideb hu/~jvegh/edu/hw/xilinx/qst jvegh/edu/hw/xilinx/qst.pdf pdf [8] A LOGSYSY eszköz honlapja http://logsys.mit.bme.hu [9] A LOGSYS driver http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/LOGSYS/LOGSYS_Driver [10] A LOGSYS installálása http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/LOGSYS/LOGSYStelepites.pdf [11] A .NET NET futtatórendszere http://shrek http://shrek.unideb.hu/~janos.vegh/fpga/LOGSYS/dotnetfx.exe unideb hu/~janos vegh/fpga/LOGSYS/dotnetfx exe Prototípuskészítés Verilog nyelven

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Programmable og a ab e Routing out g

14 Prototípuskészítés Verilog nyelven

Az ISE fejlesztőrendszer •

Xilinx ISE - Integrated Software Environment – integrált szoftverkörnyezet –

•

a Xilinx cégg FPGA-ihoz és CPLD-ihez kifejlesztett j szoftver.

ISE WebPack - ISE rendszer egyszerűbb, de funkcionálisan komplett változata – –

–

csak a Xilinx cég IC-ivel való implementálást támogatja , nem támogatja az összes család összes IC-jét, hanem tipikusan csak a kisebb komplexitásúakat, komplexitásúakat ingyenes szoftver, szabadon letölthető.

Prototípuskészítés Verilog nyelven

Xilinx ISE bemutatása

Sources window (források)

Munka ablak (editor)

Process window ((feldolgozások g )

Console (üzenet ablak) Prototípuskészítés Verilog nyelven

A LOGSYS rendszer •

LOGSYS Spartan-3E Spartan 3E FPGA kárt kártyaa

•

LOGSYS fejlesztői kábel

•

LOGSYS grafikus felhasználói felület

• •

Xilinx Platform Cable USB emulátor LOGSYS FLASH programozó alkalmazás Prototípuskészítés Verilog nyelven

A Digilent Nexys2 rendszer •

Nexys 2 - Spartan-3E S FPGA G kártya

Prototípuskészítés Verilog nyelven

A Digilent ADEPT SUITE Grafikus felhasználói felület Tesztelés

Konfigurálás

1

1 2

Prototípuskészítés Verilog nyelven

2

3

A Digilent Basys 2 rendszer •

•

BASYS 2 - Spartan-3E S FPGA G kártya

ADEPT SUITE - grafikus fik ffelhasználói lh álói ffelület lül t

Prototípuskészítés Verilog nyelven