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(0) 逻辑设计基本思想
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逻辑表达式:yout = F(xin1, xin2, ... )
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乘积项表达:例子
file:///C:/DOCUME~1/user/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif
上图的逻辑表达为:f=(A+B)*C*(!D)
转化为乘积项表达为:f=A*C*!D + B*C*!D
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设计对象:组合逻辑,时序逻辑
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设计思想:Data path + State Machine,高阶段还需要有同IC一样的时序分析思想
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设计手段:高层次语言(架构描述语言,状态机输入,c语言输入),硬件语言,电路图
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验证手段:仿真,仿真的基本思想,Delta延迟步
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与c程序开发主要的思想区别
(1) FPGA/CPLD基本思想及与芯片设计Flow的区别
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FPGA/CPLD结构,
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基于门阵列
file:///C:/DOCUME~1/user/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif
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基于RAM
²
其他
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与IC区别
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时钟树固定
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资源数量/种类(乘法器,memory),位置固定;资源使用效率不同
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用途,成本
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开发Flow与IC区别
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总的步骤基本一样(工具不同);但是根据FPGA的特点,除非特殊情况,在仿真阶段不会对FPGA的PC simulation象IC的那么严格
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设计输入形式有更多的选择(c,hdl,原理图,状态机)
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仿真形式有更多选择(画波形,写testbench)
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系统级的验证任务比较重(软,硬,逻辑设计结合)
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与IC设计的库的选择不同
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RTL设计风格有所区别
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与IC设计的时序有所不同(FPGA验证着重逻辑的功能和系统验证,而非与芯片要求真实的时序)
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与IC共同点
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都有自己的methodology(工具链组合,signoff的条件)
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平台建设(平台的内涵不同),自动化与效率
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门级仿真难(速度慢,信号不好观察)
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FPGA验证的局限性
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无法反映芯片的时序问题
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规模有限,可能无法放下整个设计
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速度有限,可能无法进行实时系统验证
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(2) 设计手段
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原理图,适合建立基本硬件概念(从学习角度用)和简单设计
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硬件语言(基本手段)
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C(算法建模验证)
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在做IC验证时,最主要的是,要了解IC和FPGA所使用的不同的库,了解差别;另外就是要注意代码的风格
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Lint工具,最好IC和FPGA能使用同样风格的RTL及lint设置
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多种工具组合使用,例如synplicity(lint,综合)+ quartus(布局布线)+ ncverilog + formality(一致性检查)
(3) 验证手段
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RTL仿真(与IC flow不同的是,使用FPGA的库做RTL仿真)
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综合后仿真。使用综合工具(quartus或synplicity)综合生成的.vqm netlist文件仿真(较难debug)
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Gate level仿真。用布局布线工具(quartus)生成的.vo文件仿真(较慢,难debug)
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反标的gate level仿真。用布局布线工具(quartus)生成的.vo和.sdo文件配合仿真(很慢,难debug)
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对于难debug的问题,解决,
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借助一些工具,例如qutarus的signaltap,能够在一定程度的RTL级插入,保证要观察的信号能够在gate level保持住。
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写一个通用的debug逻辑插入脚本。基本思想是,把要debug的信号,在RTL级别全部引到顶层模块的port。因为最深入的模块的内层要观察的信号要一层一层逐级引出,手动修改比较麻烦,所以要用脚本的方法。我不知道这个类似思想,是否有现成工具可以使用
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跟上一个方法类似,但不用扩展模块的port,用module.inst.inst0.signal的方法饮用底层要观察的信号,但很多综合布局不支持(象quartus工具顶多支持引用两级深度)
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其他办法(?)
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(4) 主要工具
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设计输入
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Quartus
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Ultraedit
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Vim
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Synplicity
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Modelsim
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Visual c++/GNU (systemc)
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代码检查
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nLint
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synplicity
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仿真
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Modelsim
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Ncverilog
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QuestaSim
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综合
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Quartus
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Synplicity
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Fpga advantage
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Presision
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Catapult (c/systemc综合)
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Celoxica (c fpga综合)
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ConvergenSC(systemC综合)
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布局布线
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quartus
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时序分析
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Primetime
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Quartus自带
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Timequest
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(5) FPGA在验证中的应用与挑战
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在验证中
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如何保证FPGA综合布局布线后的逻辑和RTL级别的一致性
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如何根据FPGA自身的特点确保自己的时序正确(解决FPGA验证阶段的时序冲突,这个时序冲突只是与FPGA综合布局布线相关,和IC的时序问题不是一个问题,但需要尽量解决,否则很难保证FPGA能够工作起来)
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如何选择验证case
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如何得到测试覆盖率,即保证足够的覆盖,又保证效率
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如何自动化;自动化本身需要花很多资源去做
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其他(?)
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(6) 系统验证-多部门协同,接口
FPGA_ASIC simple training.pdf
(87.81 KB, 下载次数: 235 )
[ 本帖最后由 brucezhan 于 2009-2-27 14:19 编辑 ] |