Programmerbar logik och VHDL. Föreläsning 1

Relevanta dokument
VHDL 1. Programmerbara kretsar

FÖRELÄSNING 8 INTRODUKTION TILL DESIGN AV DIGITALA ELEKTRONIKSYSTEM

DIGITAL ELEKTRONIK. Laboration DE3 VHDL 1. Namn... Personnummer... Epost-adress... Datum för inlämning...

L15 Introduktion modern digital design

Digitala projekt Elektro- och informationsteknik

Konstruktionsmetodik för sekvenskretsar. Föreläsning 7 Digitalteknik, TSEA22 Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

DIGITALTEKNIK. Laboration D172

Programmerbar logik (PLD) Programmeringsspråket VHDL Kombinatoriska funktioner i VHDL för PLD Sekvensfunktioner i VHDL för PLD

VHDL och laborationer i digitalteknik

Programmerbara kretsar och VHDL. Föreläsning 9 Digitalteknik Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

Konstruktionsmetodik för sekvenskretsar

Programmerbara kretsar och VHDL 1. Föreläsning 9 Digitalteknik, TSEA22 Oscar Gustafsson, Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

Datorkonstruktion. Datorkonstruktion 2018, 8hp

Konstruktion av digitala system - VHDL

Programmerbara kretsar och VHDL. Föreläsning 9 Digitalteknik Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

Chalmers ekniska Högskola Institutionen för Data- och Informationsteknik. EDA 321 Digitalteknik syntes Laboration 2 - VHDL

Programmerbara kretsar och VHDL. Föreläsning 10 Digitalteknik, TSEA22 Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

Digital- och datorteknik, , Per Larsson-Edefors Sida 1

IE1205 Digital Design: F11: Programmerbar Logik, VHDL för Sekvensnät

Programmerbara kretsar och VHDL 2. Föreläsning 10 Digitalteknik, TSEA22 Oscar Gustafsson Institutionen för systemteknik

INTRODUKTION TILL VIVADO

Introduktion till E-block och Flowcode

std_logic & std_logic_vector

F1: Introduktion Digitalkonstruktion II, 4p. Digital IC konstruktion. Integrerad krets. System. Algorithm - Architecture. Arithmetic X 2.

Digitalteknik, fortsättningskurs Föreläsning VHDL Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language

Spelschema för årets fotbollsmästerskap! island tyskland Söndag 14/7 Växjö Arena, Växjö. Söndag 14/7 Kalmar Arena, Kalmar

Introduktion till Xilinx CPLD och ISE WebPack 6.2 Version NV

LABORATION TSEA22 DIGITALTEKNIK D TSEA51 DIGITALTEKNIK Y. Konstruktion av sekvenskretsar med CPLD. Version: 2.2

Digitalteknik: CoolRunner-II CPLD Starter Kit

Digital Design IE1204

Digitalteknik: CoolRunner-II CPLD Starter Kit Med kommentarer för kursen ht 2012

Programmerbar logik och VHDL. Föreläsning 4

Digitalteknik syntes Arne Linde 2012

Mintermer. SP-form med tre mintermer. William Sandqvist

Det finns en hemsida. Adressen är

DESIGN AV SEKVENTIELL LOGIK

Digitalteknik syntes. Digitalteknik syntes Arne Linde 2012

Tentamen i IE1204/5 Digital Design onsdagen den 5/

Digital Design IE1204

(2B1560, 6B2911) HT08

IE1205 Digital Design: F4 : Karnaugh-diagrammet, två- och fler-nivå minimering

Laboration D184. ELEKTRONIK Digitalteknik. Sekvensnät beskrivna med VHDL och realiserade med PLD

Tentamen i IE1204/5 Digital Design onsdagen den 5/

Föreläsning 1: Intro till kursen och programmering

Digitalteknik EIT020. Lecture 16: Design av digitala kretsar

Kurs-PM HI2011, Programutveckling i funktionella och objektorienterande spra k, P3 VT17

SMD033 Digitalteknik. Digitalteknik F1 bild 1

Laboration D159. Sekvensnät beskrivna med VHDL och realiserade med PLD. Namn: Datum: Epostadr: Kurs:

GRUNDER I VHDL. Innehåll. Komponentmodell Kodmodell Entity Architecture Identifierare och objekt Operationer för jämförelse

D2 och E3. EDA321 Digitalteknik-syntes. Fredag den 13 januari 2012, fm i M-salarna

Introduktion till syntesverktyget Altera Max+PlusII

Digital Design IE1204

Datavetenskapligt program, 180 högskolepoäng

Laboration D181. ELEKTRONIK Digitalteknik. Kombinatoriska kretsar, HCMOS v 2.1

Föreläsning 1: Intro till kursen och programmering

KOMBINATORISKA FUNKTIONER...1

Digital Design IE1204

Studiehandledning. Digitalkonstruktion 5p

Digitala elektroniksystem

DIGITALTEKNIK. Laboration D164. Logiska funktioner med mikroprocessor Kombinatoriska funktioner med PIC16F84 Sekvensfunktioner med PIC16F84

Laboration VHDL introduktion

KALKYLATOR LABORATION4. Laborationens syfte

Digitala system EDI610 Elektro- och informationsteknik

LEJON LABORATION3. Laborationens syfte

Exempel på tentamensfrågor Digitalteknik

IE1204/IE1205 Digital Design

Programable Logic Devices

Planering Programmering grundkurs HI1024 HT 2014

Digital Design IE1204

Digitalteknik EIT020. Lecture 15: Design av digitala kretsar

IE1205 Digital Design: F7 : Kombinatorik

Lunds Universitet LTH Ingenjörshögskolan IDa1, IEa1 Helsingborg. Laboration nr 4 i digitala system ht-15. Ett sekvensnät. grupp. namn.

LABORATIONSINSTRUKTION

Översikt, kursinnehåll

Styrteknik: MELSEC FX och numeriska värden

Struktur: Elektroteknik A. Digitalteknik 3p, vt 01. F1: Introduktion. Motivation och målsättning för kurserna i digital elektronik

TDIU01 (725G67) - Programmering i C++, grundkurs

Lösningförslag till Exempel på tentamensfrågor Digitalteknik I.

Utvärdering av Field-Programmable Gate Array (FPGA) som hjälpprocessor för prestandaökning

F5 Introduktion till digitalteknik

Transistorn en omkopplare utan rörliga delar

Laboration 6. A/D- och D/A-omvandling. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Laboration D151. Kombinatoriska kretsar, HCMOS. Namn: Datum: Epostadr: Kurs:

DIGITALTEKNIK I. Laboration DE1. Kombinatoriska nät och kretsar

TSEA22 Digitalteknik 2019!

Hjälpmedel: Appendix A. VHDL-syntax. (bifogas detta prov) Appendix B.2. IEEE-package (bifogas detta prov)

Digitalitet. Kontinuerlig. Direkt proportionerlig mot källan. Ex. sprittermometer. Elektrisk signal som representerar ljud.

Planering Programmering grundkurs HI1024 HT data

LABORATION DATORKONSTRUKTION TSEA83 UART. Namn och personnummer. Version: (OS)

Tentamen i IE1204/5 Digital Design måndagen den 15/

Ett minneselements egenskaper. F10: Minneselement. Latch. SR-latch. Innehåll:

1DV405 - Databasteknik. Kursintroduktion. Så här är kursen planerad.

Digitalteknik F14. Programmerbara logikkretsar. Digitalteknik F14 bild 1

Grindar och transistorer

IE1205 Digital Design: F6 : Digital aritmetik 2

Föreläsning 15: Repetition DVGA02

Datorkonstruktion. Programkurs 8 hp Computer Hardware and Architecture TSEA83 Gäller från: Fastställd av. Fastställandedatum

F5 Introduktion till digitalteknik

T1-modulen Lektionerna Radioamatörkurs OH6AG OH6AG. Bearbetning och översättning: Thomas Anderssén, OH6NT Heikki Lahtivirta, OH2LH

Grundläggande datavetenskap, 4p

Transkript:

Programmerbar logik och VHDL Föreläsning 1

Programmerbar logik och VHDL Programmerbar logik VHDL intro Upplägg, litteratur, examination

Programmerbara kretsar Mikroprocessor Fix hårdvara som kan utföra ett antal fördefinierade operationer Mikrodatorteknik, 15hp Programmerbar logik Programmerbar hårdvara Den här kursen!

Programmerbar logik Programmable Logic Device PLD Tre huvudtyper: SPLD Simple Programmable Logic Device CPLD Complex Programmable Logic Device FPGA Field Programmable Gate Array

SPLD Simple Programmable Logic Device

SPLD Programmering Möjligt att bilda alla SOP termer, alltså godtycklig sanningstabell för A, B, X

SPLD Programmering - exempel X = A XOR B

SPLD Exempel på verklig krets, GAL22V10

SPLD GAL22V10 Programmerbara interconnects Flip flops Möjligt att implementera komplexa funktioner men inte alltför komplexa

CPLD Complex Programmable Logic Device Ett antal kretsar av SPLD-typ kombinerade via en programmerbar interconnect-matris => tillräckligt med logik och I/O för att implementera ett komplett system i ett enda chip men ibland vill man ha ännu mera att köra med

FPGA Field Programmable Gate Array Programmerbara logiska celler Programmerbart switch-nätverk

FPGA LUT, logisk cell Logiska funktioner implementeras inte med hjälp av grindar, utan med Look-Up Tables (LUTs) LUT: I princip ett litet RAMminne som lagrar sanningstabellen för en godtycklig logisk funktion Logisk cell = LUT + flip-flop Exempel på logisk cell med 3-ingångars LUT LUT-tekniken möjliggör extremt hög logik-densitet

Vår FPGA Xilinx Spartan-3E Programmerbar logik motsvarande ca. 100.000 logiska grindar Pris för FPGA-chip: $13

Basys2 Utvecklingskort för Spartan-3E FPGA Expansionskontakter PS/2 USB FPGA VGA 7-seg-displayer Switchar, lysdioder

FPGA Spartan-3E programmering 1.920 LUT (4-ingångars) 1.920 flip flops Konfigurerbart switchnätverk Även speciella block för I/O, RAM, multiplikation, klockhantering, Oändliga möjligheter enorm komplexitet avancerad mjukvara hjälper oss

FPGA Programmering/arbetsgång Den önskade digitala konstruktionen beskrivs med ett hårdvarubeskrivande språk (HDL Hardware Description Language) Mjukvaruverktyg tolkar HDLkoden och genererar en bitstream-fil som används för att konfigurera FPGAn

Basys2 Basys2-kortet är utrustat med ett chip (microcontroller) som gör det enkelt att föra över bitstream-filen till FPGAn via en USB-kabel USB FPGA Spartan-3E är baserad på RAM-teknik => programmeringen är flyktig

VHDL!

VHDL intro

VHDL VHSIC Hardware Description Language (VHSIC = Very High-Speed Integrated Circuit) Ett av två stora hårdvarubeskrivande språk (det andra är Verilog) Utvecklades under 80-talet för att beskriva och modellera digitala system Extremt stort språk vi använder endast en delmängd, för syntes VHDL är inte ett vanligt programmeringsspråk!

Exempel - Komparator Beskrivningar Två ingångsbitar in1 och in0, och en utgångsbit, ut ut ska vara ett om in1 och in2 är lika, annars ska ut vara noll ut = in0 in1 + in0 in1 in1 in0 ut 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Exempel - Komparator VHDL-beskrivning library/package -deklaration entity beskriver yttre anslutningar architecture beskriver inre funktionalitet

VHDL Entity Beskriver konstruktionens anslutningar mot omvärlden. Motsvarar black-box-diagrammet. std_logic datatyp för bitar. Kan anta värdena 0 eller 1 (och ett antal andra som främst förekommer vid simulering)

VHDL Architecture Varje entity har minst en architecture. Architecture beskriver funktionen, fyller i black-box-diagrammet. tilldelningsoperator logiska operatorer

VHDL Architecture, variant deklaration av interna signaler concurrent statements utförs parallellt, samtidigt mycket viktigt begrepp inom VHDL

VHDL Architecture, variant Grafisk representation signaler används som ledningstrådar

VHDL Grafisk representation av första varianten

library/package entity architecture med signaler och concurrent statements

Upplägg, litteratur, examination

Föreläsningar Upplägg Denna vecka: Idag, tisdag, onsdag Torsdag reserv Nästa vecka: Måndag, tisdag Torsdag reserv Fredag: Ulf Laborationer 2 st. under v. 6, 7, 8, (9)

Litteratur Utdrag ur FPGAs!? Now What? Vissa sidor ur Introducing the Spartan 3E FPGA and VHDL

Litteratur 1. Introduction to VHDL 2. VHDL Invariants 3. VHDL Design Units 4. VHDL Programming Paradigm 5. Standard models in VHDL Architectures 6. VHDL Operators 7. Finite State Machine Design Using VHDL 8. Structural Modeling In VHDL 9. Registers and Register Transfer Level 10. Data Objects (11. Looping Constructs) 12. Standard Digital Circuits in VHDL Läs!

Litteratur Referens/extraintresserad

Examination Två laborationer (DE3, DE4) Grundnivå + spetsuppgift. Utförs i grupper om två studenter. Gemensamma skriftliga rapporter. VHDL show off Individuellt möte med lärare. => Individuellt betyg på kursens VHDL-block

Examination VHDL show off Individuellt möte med lärare under v. 10, efter avklarade laborationer. Du kommer att bli ombedd att göra en 5-7 min presentation av din lösning till någon av följande laborationsuppgifter: Lab DE3 - ALU (grundnivå) Lab DE3 - Räknare med 7-seg-display (spets) Lab DE4 - Hiss (grundnivå) Lab DE4 - Hiss (spets) Här gäller det för dig att visa upp att du har förstått alla grundläggande begrepp och att du har varit delaktig i lösningen av uppgiften. Presentationen görs på whiteboard/svart tavla, och följs av 5-10 min diskussion. Imponera på oss med dina nyvunna VHDL-kunskaper!

Att läsa Utdrag ur FPGAs!? Now What? Intro till programmerbar logik Free Range VHDL Kapitel 1, 2, 3, 4

FPGA Xilinx nya flaggskepp Virtex UltraScale Över fem miljoner flip-flops Världens största integrerade krets 20 miljarder transistorer! Pris: $30000...