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Die einzelnen Ebenen entsprechen den verschiedenen Radien, wobei der äusserste Radius die höchste
Abstraktionsebene darstellt. Die einzelnen Äste nennt man (Beschreibungs-)Domänen. Sie spiegeln
die drei Sichtweisen des Entwurfs wieder.
In der Verhaltensdomäne beschreibt man im allgemeinen, was man vom System erwartet; also was es
machen soll oder nicht, wie es auf was für Eingaben reagieren soll, usw. Hier kommen auch in den
oberen 3 Ebenen Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL zum Einsatz.
In der Strukturdomäne wird der Aufbau des Systems mit einfachen Komponenten beschrieben. In
den unteren Ebenen sind dies z.B. FlipFlops, weiter oben dann einfache Funktionen wie z:b Addierer
oder Register. Noch weiter oben sind dies dann schon komplette Teilsysteme wie z.B. Speicher.
In der Geometriedomäne wird im Normalfall die Anordnung der einzelnen Bauteile spezifiziert,
wobei beim FPGA die Geometriedomäne eher als Konfigurationsdomäne angesehen werden muss.
Die einzelnen Ebenen werden wie folgt beschrieben:
In der Systemebene wird beschrieben, was die Schaltung zu tun hat (Verhalten), welche
Bauelemente sie enthällt (Struktur) und die physikalische Realisierung (Geometrie).
Die Algorithemenebene spiegelt die Art der Realisierung durch gewünschte Funktionen wieder.
In der Register-Transferebene wird das Verhalten anhand von Transferoperationen der einzelnen
Daten zwischen den Registern beschrieben.
In der Logikebene wird das Verhalten einzelner Logikgatter beschrieben.
Die Schaltkreisebene stellt den Entwurf der Schaltung mit Elektronischen Grundbausteinen (z.B.
Transistoren, Widerstände, ...) dar. Da auf dieser Ebene nicht mehr zeitdiskret gearbeitet wird,
d.h. die Signale nicht mehr synchron sondern mit geg. Signallaufzeiten vorliegen, wird sie beim
Entwurf eines FPGA's meistens nicht mehr berücksichtigt (der Vollständigkeit halber hier jedoch
aufgeführt).
Durch die verschiedenen Domänen und vor allem durch die verschiedenen Ebenen wird nun eine
größere Übersichtlichkeit des Entwurfs gewährleistet. Bei verschiedenen Entwurfsproblemen, muss
man sich mit diesen jeweils nur auf der dementsprechenden Ebene auseinandersetzen.
4. Entwurfsablauf
Natürlich sollte das wichtigste Kriterium bei einem Entwurf sein, dass die fertige Schaltung nach der
Fertigstellung die gewünschten Eigenschaften vorweist. Daneben gibt es aber auch noch andere
Bedingungen, auf die man achten sollte. Das wären z.B. Entwicklungskosten , Materialkosten,
Fertigungsaufwand, Wartbarkeit und Nachbauschutz.
In Abbildung 3 kann man die typischen Schritte erkennen wie der Entwurf abläuft. Die Synthese
bezeichnet hierbei die automatische Transformation von Verhaltensbeschreibungen in
Strukturbeschreibungen. Für jede Abstraktionsebene gibt es eine eigene Synthese:
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