Báo cáo thực tập: Thiết kế vi mạch trên FPGA

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA : ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VI MẠCH TRÊN FPGA Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực tập: Lớp: Tống Văn Luyên Nguyễn Thanh Tùng ĐH CNKT DT6­ K6 Hà Nội 03/03/2015 MỤC LỤC Hà Nội University of Industry Faculty of Electronics Danh mục hình 3 Sinh viên thực tập: Nguyễn Thanh Tùng ỜI GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây công nghệ điện từ đã và đang phát triển nhảy vọt. Các loại IC LSI( Large Scale Integration), VLSK(Very Large Scale Integration) với khả năng tích hợp tới hàng triệu Transistor đã ra đời với nhiều ứng dụng khác nhau trong Công nghệ thông tin, Điện tử viễn thông, Tự động hoá... không ngừng đáp ứng các nhu cầu của xã hội .Một trong những công nghệ mới được ra đời, có thể thay thế cho các hệ thống số trước đây đòi hòi rất nhiều thời gian và chi phí cho nghiên cứu và chế tạo, đó là công nghệ ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Dẫn đầu trong lĩnh vực này là sản phẩm FPGA (Field Programmable Gate Array và CPLD (Complex Programmable Logic Devices). Sử dụng FPGA hoặc CPLD có thể tối thiểu hóa được nhiều công đoạn thiết kế, lắp ráp vì hầu hết được thực hiện trên máy tính. Các ngôn ngữ mô phòng phần cứng (HDL: Hardware Description Languages) như ABEL, VHDL, Verilog, Schematic... cho phép thiết kế và mô phỏng hoạt động của mạch bằng chương trình. Các chương trình mô phỏng cho phép xác định lỗi thiết kế một cách dễ dàng và kết quà thực hiện của chương trình là một file bít cấu hình (bitstream) đế nạp (download) vào FPGA và CPLD để nó hoạt động giống như một mạch logic. Các FPGA và CPLD với khả năng tích hợp cao tới hàng triệu gate và cấu trúc mạch tối ưu hoá mật độ tích hợp, hiệu suất cao cho phép xử lý nhanh số liệu, độ tin cậy và chất lượng cao, dễ sử dụng do đó được ứng dụng rất đa dạng trong nhiều loại thiết bị điện tử hiện nay. Hà Nội University of Industry Faculty of Electronics Trong báo cáo này em chỉ tập trung đề cập tới khía cạnh ngôn ngữ mô tả phần cứng sử dụng ngôn ngữ VHDL và giới thiệu về FPGA họ SPARTAN­3E của hãng Xilinx. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VI MẠCH 1.1. Các phương pháp thiết kế tiền HDL 1.1.1. Phương pháp thiết kế dùng hàm logic Trong việc thiết kế các hệ thống số, sẽ rất khó khăn nếu người thiết kế không có những kiến thức cơ bản về đặc điểm và chức năng của các phần tử logic cơ bản như các cổng logic AND, OR, NOT,… cũng như các flip­ flop. Hầu hết các mạch logic tạo nên nhờ các cổng logic và các flip­ flop được thiết kế theo phương thức truyền thống dựa trên các hàm logic (boolean equations). Nhiều kĩ thuật thiết kế đã ra đời nhằm tối ưu hóa phương pháp truyền thống này, một trong các công việc để tối phương pháp thiết kế dùng hàm logic là giảm thiểu các phương trình logic giúp sử dụng các cổng logic và flip­ flop hiệu quả hơn. 5 Sinh viên thực tập: Nguyễn Thanh Tùng ... - tailieumienphi.vn