Отправить эту статью по почте 
АНАЛИЗ НАСТРОЕК ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМАТА В СИСТЕМЕ QUARTUSII
Аннотация
В настоящее время так называемая программируемая логика, как промежуточный вариант между полностью программной (гибкой) и полностью аппаратной (жёсткой) реализацией, широко применяется при разработке цифровой аппаратуры. Одним из вариантов такой логики, связи и функции которой программируются, являются ППВМ –
программируемые пользователем вентильные матрицы. Такие микросхемы чаще всего называют программируемыми логическими интегральными схемами (ПЛИС) типа FPGA (Field – Programmable Gate Array). Основой логических элементов (ЛЭ) FPGA являются блоки памяти – LUT (Look Up Table), в которые загружаются соответствующие таблицы истинности. Кроме того при конфигурировании FPGA загружаются настройки матриц коммутации ЛЭ.
Процессы разработки проектов достаточно хорошо описаны в доступных источниках, однако детальный анализ получаемых конфигурационных данных, как правило, не рассматривается, что не способствует качественной подготовке специалистов. Более того, автор встречался
с мнением, что фирмы – производители не раскрывают конфигурационную информацию.
В связи с этим в статье предпринята попытка анализа настроек логических элементов (ЛЭ) фирмы Альтера
в системе QuartusII, бесплатно предоставляемой для обучения. Описывается процесс получения BDF (Block Diagram / Schematic File) – схемы автомата – микропрограммного устройства управления. Как оказалось, по крайней мере, функции логических элементов доступны для декодирования с помощью средства Map Viewer. Устанавливаются особенности конфигурирования LUT, например, порядок следования переменных (база переменных) в каждом логическом элементе может быть различным.
Расшифровка шестнадцатеричных кодов настроек позволяет специалистам-инженерам более вдумчиво и детально анализировать проекты на основе ПЛИС, что способствует повышению качества подготовки кадров.
Ключевые слова
Литература
С. Цыбин. Программируемая коммутация ПЛИС: взгляд изнутри. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.kit-e.ru/articles/plis/2010_11_56.php (дата обращения 16.12.2014).
Eric J. McDonald Runtime FPGA Partial Reconfiguration // IEEE A&E SYSTEMS MAGAZINE. 2008. July. Pp. 10-15.
Yervant Z. Gest editors’ introduction: Design for Yield and reliability / Z. Yervant, G. Dmytris // IEEE Design & Test of Compu-ters. May-June 2004. Pp. 177-182.
Sadrozinski, Hartmut F.-W.; Wu, Jinyuan (2010). Applications of Field-Programmable Gate Arrays in Scientific Research. Taylor & Francis. ISBN 978-1-4398-4133-4.
Kuon, I.; Rose, J. (2006). «Measuring the gap between FPGAs and ASICs». Proceedings of the internation symposium on Field programmable gate arrays – FPGA’06. Р. 21. DOI: 10.1145/1117201.1117205. ISBN 1595932925
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учебное пособие для вузов / Е.П. Угрюмов. 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. 800 с.
An Ultra-Low-Energy, Variation-Tolerant FPGA Architecture Using Component-Speci_c Mapping [Электронный ресурс]. – URL: http://thesis.library.caltech.edu/7226/ (дата обращения 11.11.14 г.).
Quartus II Help v11.1 > enum_encoding VHDL Synthesis Attribute. [Электронный ресурс]. – URL: http://quartushelp.altera.com/11.1/mergedProjects/hdl/vhdl/vhdl_file_dir_enum_enco-ding.htm (дата обращения 12.01.15 г.).
Steve Naumov. Lecture #10QuartusII Design Flow & Design Optimization ECE 37100 Lab, March 26, 2013. [Электронный ресурс]. – URL: https://www.linkedin.com/company/purdue-university-calumet?trk=ppro_cprof (дата обращения 12.01.15 г.).
Tyurin, S.F. Retention of functional completeness of Boolean functions under «failures» of the arguments (1999) Automation and Remote Control 60 (9 PART 2). Рр. 1360-1367.
Tyurin S.F., Grekov A.V., Gromov O.A. The principle of recovery logic FPGA for critical applications by adapting (3). Pр. 328-332. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.26.03.13474
Tyurin S.F., Gromov O.A. A residual basis search algorithm of fault-tolerant programmable logic integrated circuits // Russian Electrical Engineering. 2013. №84 (11). Pр. 647-651. DOI: 10.3103/S1068371213110163
Kamenskih, A.N., Tyurin, S.F. Application of redundant basis elements to increase self-timedcircuits reliability // Proceedings of the 2014 IEEE North West Russia Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference. – ElConRusNW 2014.
Tyurin S., Kharchenko V. Redundant Basises for Critical Systems and Infrastructures General Approach and Variants of Implementation // Proceedings of the 1st Intrenational Workshop on Critical Infrastructures Safety and Security; Kirovograd, Ukraine 11-13 May, 2011 / V. Kharchenko, V. Tagarev (edits). Vol. 2. 2011.
Рр. 300-307.
Тюрин С.Ф. Логические элементы с избыточным базисом. Вестник Пермского университета. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2013. № 3(22). С. 91-105.
Тюрин С.Ф. Надёжность систем автоматизации: учеб. пособие. Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. – Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2012. 262 с.
Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов (граф-схемы и автоматы).- 2-е изд. перераб. и доп. – Л.: Энергия, Ленингр. отдел
Аляев Ю.А. Дискретная математика и математическая логика / Ю.А. Аляев, С.Ф. Тюрин. – М.: Финансы и статистика, 2006. 357 с.
Тюрин С.Ф. Аляев Ю.А. Дискретная математика: практическая дискретная математика и математическая логика. – М.: Финансы и статистика, 2010. 394 с.
Тюрин С.Ф., Громов О.А., Греков А.В. Реализация цифровых автоматов в системе Quartus фирмы Altera: лабораторный практикум. – Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2011. 133 с., 7,25 усл. печ. л.: ил. – Библиогр.: с. 112.
DOI: https://doi.org/10.12731/wsd-2015-4-22
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
(c) 2016 В мире научных открытий
ISSN 2658-6649 (print)
ISSN 2658-6657 (online)