Upload File

a xilinx fpga-k

21
A A Xilinx Xilinx FPGA FPGA - - k k A programozhat A programozhat ó ó logik logik á á kr kr ó ó l l á á ltal ltal á á ban ban A Spartan A Spartan - - 3 FPGA bels 3 FPGA bels ő ő fel fel é é p p í í t t é é se se Az FPGA fejleszt Az FPGA fejleszt é é s menete s menete BMF KVK MAI, Molnár Zsolt, 2008.

Upload: vacsaa

Post on 26-Oct-2015

60 views

Category:

Documents


1 download

Report

DESCRIPTION

Xilinx FPGA

TRANSCRIPT

Page 1: A Xilinx FPGA-k

A A XilinxXilinx FPGAFPGA--kk

A programozhatA programozhatóó logiklogikáákrkróól l ááltalltaláábanbanA SpartanA Spartan--3 FPGA bels3 FPGA belsőő felfelééppííttééseseAz FPGA fejlesztAz FPGA fejlesztéés menetes menete

BMF KVK MAI, Molnár Zsolt, 2008.

Page 2: A Xilinx FPGA-k

A programozhatA programozhatóó logiklogikáák I.k I.

Logikai eszközök:

- Fix logikai eszközök- A gyártósoron eldől a végleges funkciójuk- Komplex feladatnál gond a korlátozott kínálat- Hosszú tervezési idő- A készülék módosítása, továbbfejlesztése drága- Egyedi feladatra ASIC/BOÁK - drága

- Programozható logikai eszközök (PLD)- „Tetszőleges” funkció megvalósítható bennük- A készülék fejlesztésekor csak át kell programozni- A lábak funkciója tervezhető, alakítható- A tervezési idő lecsökken- A prototípus sokszor megegyezik a végleges gyártmánnyal

Page 3: A Xilinx FPGA-k

A programozhatA programozhatóó logiklogikáák II.k II.

Programozható logikák:

- FPGA (Field Programmable Gate Array)- Nagy „kapuszám” (tipikusan több százezer kapu)- Nagy variálhatóság- Nagysebességű kommunikáció az eszközök között- Viszonylag nagy integrált memória- SRAM tartalmazza a konfigurációt

- CPLD (Complex Programmable Logic Device)- AND-OR felépítés- Kisebb kapuszám (tipikusan néhány ezer kapu)- Jól meghatározható késleltetés- Nagy órajel-frekvencia (több száz MHz)- Kis fogyasztás, alacsony ár- Mérésen nem témánk

Page 4: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése I.se I.

Legfontosabb jellemzők:- Legfeljebb 74880 logikai cella, 5 millió kapu- Legfeljebb 633 I/O láb- Max. 280 MHz órajel- Korlátlan számú programozás- Számos logikai szabványhoz való illeszthetőség- IEEE 1149.1/1532 szabványú peremfigyelés (Boundary Scan)

Page 5: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése II.se II.

CLB:Configurable Logic BlockKonfigurálható logikai blokk

IOB:Input/Output BlockBemeneti/Kimeneti blokk

DCM:Digital Clock ManagerÓrajel menedzselő blokk

Block RAM:18 kbites dual-portosRAM blokkok

Multiplier:18x18 bites szorzó(36 bites eredmény)

Page 6: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése III.se III.

A konfigurálható logikai blokk (CLB)

- Kombinációs vagy szekvenciálishálózatok megvalósítására

- 4 szelet (SLICE) minden CLB-ben

Page 7: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése IV.se IV.

A konfigurálható logikai blokk (CLB) (SLICEM)

LUT:Look-Up Table4 bites RAM alapú logikai függvény-generátor, amely konfigurálható RAM-nak, vagy shift-regiszternek is

FFX/FFY:Flip-flop X/YTárolóelem, konfigurálható D-FF-nak, vagy latch-nek, fő feladata a szinkronizálás

MUX:MultiplexerA belső kapcsolatok kialakítására

WSGEN:Write Signal Generator

Page 8: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése V.se V.

A bemeneti/kimeneti blokk (IOB)

- Programozható kétirányú interfész egybe/kimeneti láb, és az FPGA belsőlogikája között

- Számos választható logikai szabvány (18aszimmetrikus és 8 szimmetrikus)

- DCI: digitálisan vezérelhető impedanciaaz illesztéshez

- Kapcsolható le- és felhúzó ellenállások

- Programozható SR és kimeneti áram-korlát (2…24 mA)

- ESD védelem

Page 9: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése VI.se VI.

Az egységek kapcsolódása (Spartan)

PSM: Programmable SwitchMatrixProgramozhatókapcsoló mátrix

Page 10: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése VII.se VII.

Az egységek kapcsolódása

Különféle kapcsolódási típusok

Page 11: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése VIII.se VIII.

Az egységek kapcsolódása

A kapcsolódó egységek mátrixa

Page 12: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése IX.se IX.

A kapcsolódási lehetőségek

Long Line:- 24 darabos kötegek, horizontálisan és vertikálisan- 6-6 egységet (példában CLB-t) tartalmazó csoport közül egy kapcsolódhat rá

- Egy egységhez max. 4 Long Line kapcsolódhat- Alacsony kapacitás → magas frekvenciás jelekhez- Skew (elcsúszás) kicsi- A dedikált órajel-vonalak (8 db) helyett is használható

Page 13: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése X.se X.

A kapcsolódási lehetőségek

Hex Line:- 8 darabos kötegek, horizontálisan és vertikálisan- 3-3 CLB-t tartalmazó csoport közül egy kapcsolódhat rá- Egyetlen meghajtója lehet- Kissé magasabb kapacitás, mint a Long Line esetében, de még alkalmazható nagyfrekvenciás jelekhez

Page 14: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése XI.se XI.

A kapcsolódási lehetőségek

Double Line:- 8 darabos kötegek- Az összes szomszédos egységhez csatlakozhat, de keresztirányban nem

- Nagyobb flexibilitás- Nagyobb kapacitás miatt lassabb

Direct Line:- Bármelyik két szomszédos egységet összekötheti, diagonálisan is

- Leggyakrabban az előző vonalakra (long, hex, double) való bekötéshez használt

Page 15: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése XII.se XII.

A RAM blokk

Double Line:- Single/Dual port módban is működhet - 18 kbit kapacitás- XC3S200: 12 blokk, 216 kbit- XC3S5000: 104 blokk, 1,87 Mbit

Page 16: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése XIII.se XIII.

Az órajel menedzselő áramkör

DLL:Delay-Locked Loop - Órajel-elcsúszás (skew) kiküszöbölésére (visszacsatolás)

DFS:Digital Frequency Syntethizer - Az órajel frekvenciáját szorozza meg egy beállítható konstanssal (felszorzás/leosztás)

Phase Shifter:Fázisban eltolt órajeleket képes létrehozni (pl. 90º, 180º, 270º)

DLL

Page 17: A Xilinx FPGA-k

A A SpartanSpartan FPGAFPGA--kk belsbelsőő felfelééppííttéése XIV.se XIV.

A peremfigyelés kialakítása (Spartan)

Page 18: A Xilinx FPGA-k

Az FPGA fejlesztAz FPGA fejlesztéés folyamatas folyamataDesign Entry/Synthesis:

- Terv létrehozása- Kapcsolási rajz alapon- HDL alapon (hardverleíró nyelv)- Egyéb forrásból (FSM,…)

- Kitételek/korlátozások megadásaDesign Implementation:

- A terv (logikai leírás) konvertálásafizikai információvá (konfigurálóbitfolyammá)- Mapping (MAP):

a terv adaptálása az adott eszköz-reben, kitételek feldolgozása,tervezési szabályok ellenőrzése

- Placement/Routing (PAR):elemek elhelyezése, összekötésekmegvalósítása, optimalizálás

Design Verification:- Az elkészült áramkör funkcionális

és minőségi vizsgálata (szimuláció/in-circuit ellenőrzés)

Page 19: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 3 FPGAFPGA--kk felkonfigurfelkonfiguráálláásasa

Legfontosabb tulajdonságok:

- Konfigurálás = RAM jellegű (felejtő) konfiguráló cellák konfigurációs bitmintával való feltöltése

- Konfigurálható:- Soros/párhuzamos memóriából (boot)- Soros interfészen keresztül (JTAG)

- Programozás

Page 20: A Xilinx FPGA-k

A SpartanA Spartan--3 fejleszt3 fejlesztőőpanel (panel (DigilentDigilent))

Page 21: A Xilinx FPGA-k

TovTováábbi informbbi informáácicióók k

- www.xilinx.com

- mai-mszglab.tar.hu/mai-mszglab.uw.hu

- Mérési útmutató- Varga László előadásának kivonata

http://www.xilinx.com/
http://www.mai-ellab.tar.hu/

Xilinx Large FPGA Methodology Guide (UG872)

Fpga xilinx virtex ii pro

Basic Fpga Arch Xilinx

Availability Analysis of Xilinx FPGA on Orbit

Xilinx FPGA Selection Guide

Advanced Xilinx Fpga Design With Ise

Spartan-6 FPGA Memory Controller - Xilinx

FPGA Technology Xilinx

LTE implementation using XILINX FPGA

The Xilinx Spartan-3E FPGA family

Xilinx/Exemplar Logic FPGA Synthesis Solution. LeonardoSpectrum Powerful Integrated Modular ASIC & FPGA

Virtex-5 FPGA System Monitor - Xilinx

FPGA Design Flow Xilinx ISim

Xilinx FPGA Design Flow

Xilinx RPT131 Spartan-6 FPGA GTP Transceiver

SPARTAN-6 FPGA SP601 EVALUATION KIT - Xilinx

Today's FPGA Ecosystem - Neeraj Varma, Xilinx

The Xilinx Virtex Series FPGA - University of …homepages.cae.wisc.edu/~ece554/website/Lectures/Xilinx...The Xilinx Virtex Series FPGA 1 1/19/2003 ECE 554 1 The Xilinx Virtex Series

Xilinx FPGA FIFO master Programming Guide - FTDI Xilinx FPGA … · GuideAN_376 Xilinx FPGA FIFO master Programming Version 1.0 Document Reference No.: FT_001193 Clearance No.: FTDI#462

Single-source SYCL C++ on Xilinx FPGA - Khronos GroupSingle-source SYCL C++ on Xilinx FPGA Xilinx Research Labs Khronos booth @SC17 2017/11/12—19

8- Xilinx FPGA

FPGA Design Flow Xilinx

Giga bit Ethernet TCP/IP solution for Xilinx FPGA · Xilinx Tri-ModeEMACsupported Giga bit Ethernet TCP/IP solution for Xilinx FPGA Features Gigabit Ethernet full bandwidth (1.0Gbps)

DSP Xilinx FPGA DSP48A1

FPGA Broadcast Mezzanine Card - Xilinx · FPGA Broadcast Mezzanine Card User ... † An expansion FMC connector allows expansion FMC mezzanine cards ... a Spartan-3A FPGA and a Xilinx®

Xilinx WP420 Xilinx Virtex-6/Spartan-6 FPGA DDR3 Signal Integrity

Tutorial: Introduction to FPGA design with Xilinx ISE 13 ...faculty.kfupm.edu.sa/ee/msharawi/Tutorial_ISE13_full.pdf · Tutorial: Introduction to FPGA design with ... Xilinx PicoBlaze

Xilinx FPGA Performance - Pentek

LTE Implementation Uing Xilinx FPGA

Large FPGA Methodology Guide - Xilinx

HDL Coding for Xilinx FPGA

Xilinx FPGA FIFO master Programming Guide - ftdichip.com Xilinx FPGA... · This document explains how to program a Xilinx FPGA(Spartan-6 FPGA SP601 Evaluation Kit and Virtex-6 LX240T

rcciit.orgPIC18F6722 Development Kit, Xilinx Atlys Spartan-6 FPGA kit, Xilinx Genesys Virtex-5 FPGA Development Kit, and Xilinx ZYNQ- 7000 SOC Video & Imaging Kit, including all requisite

Xilinx FPGA FIFO master Programming Guide

Basys 3™ FPGA Board Reference Manual - stepfpga.com · Field Programmable Gate Array (FPGA) from Xilinx®. With its high-capacity FPGA (Xilinx part number XC7A35T-1CPG236C), low