Полузаказное проектирование специализированных реконфигурируемых вычислительных систем

• Автор: Чистяков, Алексей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с. : ил

Оглавление
Введение и.

ГЛАВА 1. Проблема проектирования СВС

1.1. Задача полузаказного проектирования.

1.2. Средства, методы и технологии проекгирования

1.2.1. Технологии сквозного проектирования.

1.2.2. Сопряженное проектирование

1.2.3. Аппаратная компиляция.

1.2.4. Языки структурнофункционального описания аппаратуры

1.2.5. Технологии повторного использования.

1.3. Платформоориентированное проекгирование.

1.3.1. Общее понятие вычислительной платформы
1.3.2. Вычислительный полуфабрикат.
1.4. Обзор перспективных микропроцессорных архитектур .
1.4.1. Последовательные микропроцессорные архитектуры
1.4.2. Жесткие проблемноориентированные архитектуры.
1.4.3. Реконфигурируемые вычислительные архитектуры
1.4.4. Программируемые системы на кристалле
1.5. Выводы
ГЛАВА 2. Шаблонное проектирование СВС
2.1. Структурнофункциональный шаблон
2.1.1. Способы спецификации СФШ
2.1.2. Организация СВС на основе СФШ.
2.2. Вычислительная модель СФШ с .
2.2.1. Модели организации вычислительных процессов.
2.2.2. Смешанная вычислительная модель.
2.2.3. Параметризация СФШ
2.3. Организация шаблона СВС
2.3.1. Вычислительное ядро.
2.3.2. Прикладная подсистема.
2.4. Выводы .
ГЛАВА 3. Проектирование систем на ПЛИС
3.1. ПЛИС компоненты в составе системного шаблона.
3.2. Технология проектирования
3.2.1. Срелства проектирования систем ка базе ПЛИС.
3.2.2. Методы описания проектов
3.2.3. Составление описаний
3.3. Использование ПЛИС в составе цифровых систем
3.3.1. Оценка реализаций цифровых схем на ПЛИС.
3.3.2. Применение механизма граничного сканирования.
3.3.3. Сервисные механизмы систем на базе ПЛИС
3.3.4. Использование программируемых систем на кристалле.
3.4. Выводь
ГЛАВА 4. Результаты иолузаказной методики проектирования..
4.1. Многофункциональный контроллер для встроенных применений
4.1.1. Сосгав шаблона МЕС ii
4.1.2. Цифровые системы на базе МЕС.
4.2. Системный шаблон .
4.3. Учебнолабораторные стенды в
4.3.1. 6.0
4.3.2. X7.
4.4. Выводы а.
Заключение.
Список литературы


Поэтому для первых поколений средств EDA, представлявших собой фрагментарные программы расчетов отдельных частей системы, главными были формализация постановок проектных задач и выбор соответствующего математического аппарата. Рост степени интеграции элементной базы и миниатюризация увеличивают сложность микроэлектрошллх изделий. Дальнейшее развитие EDA пошло по пути совершенствования математического обеспечения, развития интерактивных средств проектирования, а также выделения направления развития инструментальных средств и введение в оборот абстракций [,], упрощающих понимание процесса проектирования. Наиболее распространенными абстракциями стали реконфигурируемая аппаратура (РА) [] (англ. Hardware”) и программируемая функциональность (англ. Software”). Эти абстракции глубоко проникли в самые корни EDA и удачно использовались проектировщиками микроэлектронной техники в течение долгих лет, позволяя разделять процесс системотехнического и прикладного проектирования между специалистами с различным уровнем квалификации и областями специализации. С появлением автоматизированных технологий разработки микропроцессоров, заказных и полузаказных СБИС (ASIC - Application-Specific Integrated Circuits), в том числе на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) [,1], данные абстракции частично утратили свою ценность. Разделение проектов на части “hardware” и “software” стало малоэффективным из-за неоднозначности разделения и обилия средств проектирования, дающих дифференцированный результат, зависящий от способа (качества) такого деления. Однако и по сей день специалистов системотехников условно делят на проектировщиков программ и проектировщиков аппаратуры. Современные технологии разработки ВС включают в себя этапы системного, функционального, логического [,] и конструкторского проектирования. К их числу относятся такие фирмы как Synopsys, Cadence Design Systems, Mentor Graphics, Altera, Xilinx, Triscend и другие. Основой технологии сквозного проектирования является использование более широкого перечня абстракций (нежели только “hardware” и “software”) |,,,,]. При этом на всех этапах создания ВС фигурируют абстракции, к которым применяются все технологические приемы и методы как к реальным объектам, такие как: структурно-функциональное описание, автоматизированный синтез, функциональная и временная верификация, статистический анализ и другие. Это увеличивает объем действий по разработке компонент системы на абстрактном уровне (на уровне моделей - структурных, функциональных, алгоритмических), снижается зависимость проекта от конкретной элементной базы и технологии изготовления, а основной вес проектирования системы переносится в область архитектурного проектирования. Примерами средств сквозной технологии являются такие САПР как ORCAD компании CADENCE [] для проектирования электронных устройств и печатных плат, MAXPLUS и QUARTUS компании Altera для проектирования функционального наполнения ПЛИС и другие. Перспективным методом проектирования, в рамках сквозной технологии, является совместная процедура получения программной и аппаратной составляющих ВС (HARDWARE-SOFTWARE CO-DESIGN) [, , , , 4, 1, 5, 0, 7]. В процессе проектирования периодически осуществляются качественные оценки аппаратно-программного разграничения фрагментов ВС. Фиксация выбранного варианта реализации, в рамках данной технологии, может быть произведена на этапе совместной верификации (Со-Vcrification), после проведения совместного анализа работы программного обеспечения и аппаратных компонент ВС (с целью определения корректности их совместного функционирования). Также проводится анализ того, будут ли одинаково решаться специфические задачи проекта при их аппаратной или программной реализации. На этапе совместного моделирования (Co-Simulation) производится комплексное моделирование функциональности аппаратных и программных компонент. Для этого исходные модели должны быть представлены в виде структурно-функциональных описаний в базисе соответствующих языковых средств.