В статье предложена организация взаимодействия функциональных блоков в объёме кристалла СБИС, а именно: процессорных ядер, контроллеров DMA и мостов системных шин с периферийными блоками, такими как: контроллеры GPIO, SPI, I2C, UART, таймеры и широтно-импульсные модуляторы – ШИМ. Рассмотрен набор сигналов и протокол обмена стыка простого исполнителя – локального системного интерфейса, реализующего взаимодействие перечисленных блоков кристалла. Приведены примеры синтезируемых моделей контроллера GPIO и регистрового файла, поддерживающие описанный интерфейс.
Читать полностью »
Рубрика «ПЛИС» - 8
Синхронный системный интерфейс взаимодействия с периферийными блоками в объёме кристалла СБИС или ПЛИС. STI 1.0
2018-05-03 в 9:16, admin, рубрики: asic, fpga, gpio, RTL, STI 1.0, внутренняя шина, интерфейс, интерфейсы, периферийный блок, ПЛИС, регистровый файл, системная шина, шина STIИспользование произвольных DataFlash 25-й серии вместо дорогих конфигураторов FPGA Altera без дополнительной аппаратуры
2018-04-03 в 8:01, admin, рубрики: fpga, ПЛИСИз любого описания на FPGA известно, что для хранения их конфигураций используются специальные микросхемы – конфигураторы. Например, для Altera Cyclone используются микросхемы EPCS. Вот схема от типичной макетной платы с кристаллом семейства Cyclone IV. На ней мы видим конфигуратор EPCS16. Всё бы ничего, но традиционно эти конфигураторы достаточно дороги, поэтому хотелось бы использовать что-нибудь подешевле.
Подробности в длиннющем тексте ниже. Если же очень интересно, но лень читать так много букв, то можно упростить задачу, посмотрев подробное 20-минутное видео.
Преобразователи Time-To-Digital (TDC): что это такое и как они реализованы в FPGA
2018-03-29 в 11:11, admin, рубрики: Altera, asic, fpga, FPGA Cyclone IV, intel, IT-стандарты, TDC, Verilog, Анализ и проектирование систем, времяизмерительная система, ПЛИС, Программирование, Промышленное программирование, разработка электроники
На рисунке — первый в мире спутник квантовой связи «Мо-Цзы», который запустили из Китая в 2016 году, в нем летает TDC, реализованная в FPGA.
Объяснить своей девушке (или парню), что такое ADC и DAC, и в каких домашних приборах они используются, может каждый человек, называющий себя инженером. А вот что такое TDC, и почему у нас дома их нет, зачастую можно узнать только после свадьбы.
TDC — это time-to-digital converter. По-русски говоря: времяизмерительная система.
Основные потребители быстродействующих TDC — научные группы. Как правило, под определенный исследовательский проект требуется что-то очень специфическое. То каналов надо много, то разрешение очень высокое, то исполнение компактное. А уровень развития современных FPGA и их доступность как раз дают исследователям возможность экспериментировать с реализациями и подстраивать их под собственные нужды.
В этой хабрастатье приводится детальное описание простенькой времяизмерительной системы на FPGA Cyclone IV. Статья будет полезна не только для расширения кругозора, но и с методической точки зрения, поскольку реализация системы нетривиальная.
Читать полностью »
Обсудили в Стенфорде, что делать с математическим и инженерным образованием школьников Украины
2018-03-12 в 7:33, admin, рубрики: fpga, Занимательные задачки, математика, математика и программирование, министерство образования, ПЛИС, стенфорд, Украина, Учебный процесс в IT, Электроника для начинающих
«Чему Америка может поучиться у Украины в области образования?» — этот вопрос возник во время совещания в Стенфорде. Оказывается, есть чему, например традициям преподавания математики, которые у Украины общие с другими странами СНГ. «Как украинское правительство поддерживает ориентацию школьников на инженерные профессии?» — был другой вопрос аудитории, в которой были сотрудники SAP, Facebook, MIPS и других известных технологических компаний.
Читать полностью »
Исследование внутренних дефектов ПЛИС: ищем черную кошку в темной комнате
2017-12-07 в 19:56, admin, рубрики: fpga, programming, vhdl, ПЛИС, ПрограммированиеСезон 1. Проект на Virtex5 не работает, хотя на другой партии кристаллов все в порядке.
Однажды случилось так, что плата с кристаллом XC5VSX95T не заработала. Было известно, что это новая партия кристаллов. Для проверки проблемы был написан тест, тестирующий подряд все слайсы FPGA. Тестирование кристаллов показало наличие неисправных модулей LUT, входящих по 4 элемента в состав одного слайса. Оказалось, что триггеры в этих слайсах в порядке, и тогда был создан блок памяти на триггерах, которые в свою очередь созданы на LUT. См. рис. 1. Здесь показан пример триггера на LUT4. Каждая ячейка(бит) в тесте отвечает за один слайс. Триггерная ячейка задействует все четыре LUT слайса. Кристалл был разбит на 5 областей (и в другом тесте 9 областей), которые тестировались отдельно, каждый своей прошивкой. Правильное размещение используемых слайсов регламентировалось атрибутами LOC. Неисправность характеризуется невозможностью изменить состояние тестируемого триггера. Выход такого триггера может читаться 0 или 1, но всегда одинаково. Поэтому сначала память заполнялась 1, и проверялась, потом 0, и проверялась. Полный диапазон слайсов такой: X0Y0 – X91Y159. (14720 слайсов)
Рис.1
Читать полностью »
Физически неклонируемые функции: защита электроники от нелегального копирования
2017-11-28 в 11:22, admin, рубрики: fpga, IT-стандарты, защита от копирования, информационная безопасность, Исследования и прогнозы в IT, контрафакт, ПЛИС, производство печатных плат, производство электроники, Разработка для интернета вещей, ФНФЗа последние 10 лет количество товаров-подделок в мире увеличилось в 2 раза. Это данные отчета министерства внутренней безопасности США. Большая часть контрафакта приходится на Китай (56 %), Гонконг (36%) и Сингапур (2%).
Производители оригинальных товаров несут серьезные убытки, часть из которых приходится на рынок электроники. Многие современные товары содержат в себе электронные компоненты: одежда, обувь, часы, ювелирные изделия, автомобили. В прошлом году прямые потери от незаконного копирования потребительской электроники и электронных компонентов в составе других товаров достигли порядка 0,5 трлн долл. США.
Эту проблему помогают решить различные методы защиты цифровой электроники от нелегального копирования, модификации и обратного проектирования: аппаратное шифрование (AES, RSA и др.), хеширование (например, SHA-256, MD-5), внедрение цифровых водяных знаков и отпечатков пальцев в проектное описание, лексическая и функциональная обфускация, формальная верификация и другие.
В этой статье мы расскажем об одном из самых экономичных методов защиты с точки зрения аппаратных затрат — физически неклонируемых функциях.
Читать полностью »
FPGA плата к Raspberry Pi
2017-11-27 в 18:53, admin, рубрики: diy или сделай сам, fpga, Raspberry Pi, плата расширения, ПЛИС
Некоторое время назад появилась в моем распоряжении плата Raspberry Pi3. Ее возможности действительно впечатляют: и быстрый четырехядерный процессор, и встроенные аппаратные кодеки/декодики аудио/видео/jpeg, сеть Ethernet/WIFI, USB2, HDMI… Прямо настоящий компьютер. Очень круто, что есть разъем GPIO, который позволяет разным умельцам подключать что-то свое нестандартное и особенное. Существует огромное число различных плат расшрения, которые устанавливаются на этот разъем: дисплеи, светодиодные экраны, адаптеры для двигателей, платы АЦП…
Я хотел бы немного рассказать об FPGA плате Марсоход2RPI, которая, как и другие платы расширения, подключается к разъему GPIO распберри, и добавляет нашему микрокомпьютеру совершенно новые свойства.Читать полностью »
От песка к компьютеру. Часть 1. Атомы и транзисторы
2017-11-23 в 10:58, admin, рубрики: Altera, fpga, intel, vds, vds для обучения, Блог компании VDS.SH, графен, детям, для начинающих, Железо, Научно-популярное, ПЛИС, процессор, транзистор, физика, электроника, Электроника для начинающих
Все мы еще с уроков информатики знаем, что информация внутри компьютера передаётся при помощи нулей и единиц, но оказалось, что большинство айтишников, с которыми я общаюсь (и довольно хороших!) слабо представляют, как же, все-таки, устроен компьютер.
Как заставить песок делать то, чего мы от него хотим?
Для большинства людей познания устройства компьютера оканчиваются на уровне его составных элементов — процессор, видеокарта, оперативная память… Но что именно происходит внутри этих чёрных прямоугольничков после подачи питания — магия. В этой статье (скорей всего, даже серии статей) я постараюсь простым языком объяснить, как же устроены эти таинственные прямоугольнички.
Читать полностью »
Мезонинные модули стандарта FMC для построения высокопроизводительных систем обработки сигналов
2017-11-21 в 13:29, admin, рубрики: AdvancedTCA, CompactPCI, dsp, FMC, fpga, MicroTCA, PCI, PXI, VME, VPX, встраиваемые системы, Железо, ПЛИС, Производство и разработка электроники, Процессоры, схемотехника, цифровая обработка сигналов, цос, Электроника для начинающихОдна из самых заметных проблем, с которыми сталкиваются разработчики встроенных систем, — это разнообразие технических требований к организации внешнего интерфейса ввода-вывода. Независимо от того, будь то Ethernet с оптическим или «медным» физическим уровнем передачи данных, аналоговый интерфейс или гигабитный последовательный интерфейс, разработчикам системы требуется набор средств для эффективного создания необходимого сочетания интерфейсов в вычислительной системе.
Мезонинный модуль стандарта FMC
Читать полностью »
Экскурсия по Музею Истории Компьютеров в Калифорнии, с пользой для разработки. Часть 1. ENIAC, Stretch, CDC6600, IBM-360
2017-09-05 в 7:28, admin, рубрики: Altera, CDC 6600, ENIAC, fpga, IBM 7030, IBM 704, IBM Stretch, IBM System/360 Model 91, IBM/360, Intel FPGA, Lattice, NEAC 2203, NEC SX-3/44, OS/360, silicon valley, SystemVerilog, vhdl, xilinx, алгоритм Томасуло, Алгоритмы, архитектура фон-Немана, высокая производительность, ЕС ЭВМ, калифорния, Киево-Могилянская Академия, Мифический человеко-месяц, МИЭМ НИУ ВШЭ, Новосибирский ТГУ, параллельное программирование, ПЛИС, системное программирование, Фредерик Брукс, Элвис, япония, Япония может сказать NOГоспода! Сегодня мы пройдемся с сибирской девушкой Ириной по Музею истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния. Причем пройдемся не как туристы, а для принесения пользы России. Я уже писал в предыдущем посте, что один из эффективных способов для студента изучить проектирование процессоров — это взять какой-нибудь древний, но поучительный процессор, найди документацию по его архитектуре (и какую-нибудь информацию по его микроархитектуре), и спроектировать аналог этого процессора на языке описания аппаратуры SystemVerilog (или VHDL, если он вам больше нравится), после чего реализовать процессор на плате ПЛИС / FPGA (какой именно, не важно — Altera / Intel FPGA, Xilinx или Lattice). В качестве учебника для такого упражнения вы можете начать с Харрис & Харрис, после чего продолжить с книгами для более продвинутой стадии обучения, например Шень-Липасти.
Каким образом все это принесет пользу России? Под такие проекты мы собираемся раздавать FPGA платы на конференции которая пройдет 18-22 сентября в Томске. Туда приедут представители МГУ, МФТИ, МИЭТ, МЦСТ, Imagination Technologies, National Instruments итд. Они будет обсуждать, как обновить программу университетов, чтобы сегодняшние студенты через несколько лет проектировали росийские чипы на уровне передовых западных компаний. Там также будет школа-семинар, на которой будут обсуждать, как делать учебные процессоры — начиная от простейшего schoolMIPS от Станислава Жельнио sparf.
Вот первая фотография из музея в Маунтин-Вью — на ней помимо Ирины и ракеты в центре виден небольшой ящичек. Это бортовой компьютер космической станции «МИР» , который проектировали инженеры советского объединения «ЭЛАС», которое трансформировалось в современную зеленоградскую компанию «ЭЛВИС»:
Итак, темы для учебных проектов — начиная из дремучих десятилетий середины XX века:
Читать полностью »