Środowisko APSI wspomagające prototypowanie heterogeniczne modułów zawierających układy FPGA

• Autorzy: Jamro E. , Wiatr K.

Warianty tytułu

EN

Advanced programmable systems interface for prototyping heterogeneous modules with FPGA chips

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł opisuje system APSI (ang. Advanced Programmable Systems Interface) wspomagający projektowanie i uruchamianie modułów sprzętowych zawierających układ programowalny FPGA. Moduł sprzętowy jest kontrolowany za pomocą komputera PC oraz odpowiedniego środowiska programowego, przez co konieczne stało się zastosowanie heterogenicznego podejścia podczas projektowania, symulacji i testowania. Omawiany system składa się z czterech części: programowej, sprzętowej, symulacyjnej oraz testującej. W ramach części programowej zaproponowano dedykowany język skrypt APSI oraz jego interpreter ułatwiający komunikowanie się z poziomu komputera PC z modułem sprzętowym. W ramach części sprzętowej zaprojektowano moduły sprzętowe, napisane głównie w języku opisu sprzętu VHDL, umożliwiające łatwe komunikowanie się z innymi modułami kompatybilnymi z magistralą Wishbone lub magistralą OPB i środowiskiem EDK. W ramach części symulacyjnej zaproponowano procedurę symulacji heterogenicznej, umożliwiającą łatwą kosymulację dwóch niezależnych wspomnianych powyżej platform: programowej i sprzętowej. Aby umożliwić łatwe testowanie uruchamianych projektów sprzętowych zaprojektowano wewnętrzny analizator stanów logicznych LA_RCS, który umożliwia rejestrowanie i wizualizację przebiegów sygnałów wewnątrz układu FPGA. Środowisko APSI stanowi kompletny system zaproponowany i zaprojektowany w całości przez autorów niniejszej pracy. Zaproponowane oryginalne rozwiązania mogą stanowić podstawę do budowy lub modyfikacji podobnych systemów.

EN

This paper describes the Advanced Programmable System Interface (APSI), dedicated for FPGA-based boards connected to a PC. The APSI includes: the interpreter for dedicated script language to efficiently communicate with a FPGA-based board; heterogeneous hardware-software co-simulation to simulate either PC or hardware (FPGA-based board) sides; and internal logic state analyzer. The whole APSI system has been design by the authors and significantly seeds up development cycle for the FPGA-based designs. The proposed system contains several novel ideas, e.g. the concept of hardware-software co-simulation, internal logic state analyzer with data compression, clock enable and VHDL-based interface.

Słowa kluczowe

PL

rekonfigurowalne systemy obliczeniowe; układy programowalne; FPGA; projektowanie układów cyfrowych; Hardware/Software CoDesign

EN

reconfigurable computing systems; programmable structures; FPGA; digital systems design; hardware-software codesign

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 52, z. 1
• Strony: 89--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Jamro E.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektroniki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
• Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET AGH, ul. Nawojki 11, 30-950 Kraków

autor

Wiatr K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektroniki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
• Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET AGH, ul. Nawojki 11, 30-950 Kraków

Bibliografia

• 1. Xilinx Co., http://www.xilinx.com : The Programmable Logic, Data Book. Xilinx, San Jose, 2003.
• 2. K. Wiatr: Akceleracja Obliczeń w Systemach Wizyjnych, Warszawa, WNT 2003.
• 3. H. Krupnova, V. Meurou, C. Barchon, C. Serra, F. Morsi: How Fast Is Rapid FPGA-based Prototyping: Lessons and Challenges from the Digital TV Design Prototypes Project, Proc. Field-Programmable Logic FPL 2002 Montpellier, France, Sep. 2-4, pp.26-35.
• 4. M. Gschwind, V. Salapura, D. Maurer: FPGA Prototyping of a RISC Processor Core for Embedded Applications, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol. 9, no 2, April 2001, pp. 241-250.
• 5. R. Goering: French EDK startup is fluent in co-design EE Times, Oct. 31, 2003, www.eedesign.com
• 6. Dolphin Integration, SUCCESS TM Hardware / Software cosimulation, http://www.dolphin.fr/medal/success/success_overview.html
• 7. Xess Co., http://www.xess.com/manuals.html
• 8. OpenCores WISHBONE SoC Interconnection, http://www.opencores.org/wishbone/
• 9. IBM, CoreConnect TM bus architecture, http://www-3.ibm.com/chips/products/coreconnect/
• 10. Xilinx Inc. ChipScope Pro Software and Cores User Manual, v6. 1 August 29 2003, Xilinx
• 11. Xilinx Inc. MicroBlaze Processor Reference Guide, Embedded Development Kit, EDK 16-th Sep. 2002, Xilinx