Процедура разработки цифровых устройств
МИС И СИС
Рассмотрим традиционную реализацию в базисе дискретных элементов типа МИС и СИС.
Рис. 10.4. Типовая последовательность проектирования цифровых фрагментов
Для рассматриваемого направления САПР изменяют и сам подход к проектированию, существенно расширяя и добавляя к нему новые возможности. Наибольшее внимание в современных САПР при этом уделяется проблеме верификации и тестирования разработки, где главным инструментом служит моделирование. Основной проблемой в моделировании раньше являлась ограниченная вычислительная мощность компьютеров, на которых устанавливались САПР. Производительность современных компьютеров (даже персональных) настолько возросла, что стало возможно моделирование сложных систем (содержащих большое число элементов) за приемлемые временные сроки, при этом не только увеличена адекватность результатов моделирования, но и скорость и простота получения результатов, теперь почти не связанных со сложностью проекта. В САПР последних поколений не только увеличены объемы библиотек стандартных элементов, но и предпринимаются значительные усилия по упрощению корректировки состава и параметров этих библиотек, включая корректировки через ресурсы сети Интернет. Современные САПР, в отличие от САПР предыдущего поколения, предполагают выполнение значительно большего числа сервисных операций. Значительная часть улучшений сосредоточена в сфере моделирования свойств будущего проекта. Например, САПР позволяют автоматически определять: критические пути (фрагмент схемы, имеющий максимальный путь с критическими по скорости распространения сигнала задержками); максимально допустимую тактовую частоту; места возникновения рисков; места и условия возникновения самопроизвольной генерации фрагмента; вычисление требуемых значений времен предустановки или удержания сигналов и т.д.
Увеличивается число сервисных функций САПР, предназначенных для выпуска пригодной к тестированию аппаратуры (например, выполняется автоматическая генерация тестовых векторов как для моделирования, так и для организации экспериментов с реальной аппаратурой).
Этапы проектирования устройств на программируемой элементной базе
Проектирование устройств на программируемой элементной базе включает в себя следующие этапы:
Выбор элементной базы и САПР
На основе ТЗ можно выбрать БИС программируемую логику той или иной фирмы (логические характеристики, конструкторские характеристики, стоимость элементов, свойства требуемой САПР).
Спецификация проекта
Этап перехода от технического задания к формализованному.(этап декомпозиции). САПР на данном этапе используется крайне редко.
Этап разработки общей структуры проекта
Данный этап включает в себя выбор допустимых элементов и определяет связи между ними.
Временное поведенческое описание
Пространственное описание
На
данном этапе устройство представлено
в виде двух блоков:
Описание проекта
Данный этап включает в себя два варианта описания:
Графический – реализуется с помощью графических редакторов(выводится схема и осуществляется описание);
Текстовый – создается описание на языке HDL и оно вводится в систему проектирования.
Компиляция проекта
Осуществляется контроль соединений и минимизация проекта. Происходит формирование конфигурационного файла. Выявляются ошибки и выполняется коррекция.
Верификация проекта
Моделирование работы ПЛИС при разных внешних воздействиях. Внешние воздействия формируются в редакторе внешних диаграмм (компилятивного или интерпретирующего типа). Также может использоваться текстовый способ задания диаграмм и графический.
Определение временных характеристик разрабатываемых устройств
Определение минимальных и максимальных задержек. Оценка частоты тактирования. Определяются времена предустановок, гарантирующих работу схем. Происходит выявление критических путей схемы и рисков сбоя.
Организация натурных экспериментов
Выполняется экспериментальная проверка устройства. Средство ускорения работ используется путем отладочных портативных плат.
Подготовка к выпуску опытного образца
Тестирование предназначено для отсеивания негодных элементов.