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die Möglichkeit Wahrheitstabellen, boolesche
Gleichungen, KV-Diagramme und FSMs
(Finite State Maschines) direkt einzugeben.
Bei oben beschriebener Methode, stösst man
insbesondere bei komplexeren Aufbauten
ziemlich schnell an die Grenzen. Auch können
sich hier schnell kleinere Fehler einschleichen..
Eine andere Art ist die schon erwähnte
Beschreibung
über
eine
Hardwarebeschreibungssprache. Ein Vorteil
dieser Systembeschreibung ist, neben der
Bewältigung komplexer Aufgaben, sicherlich
die Möglichkeit, eine unmittelbare Simulation
durchzuführen. Nach dieser Simulation kann
mittels Synthese die Beschreibung in die
Logikebene transformiert werden (vgl.
Abbildung 4). Hiermit wird eine sog. Netzliste
erzeugt. Diese beschreibt die Verdrahtung der
Schaltung in reiner Textform. Sie sagt aber
noch nichts über die spätere Verteilung der einzelnen Komponenten im Chip aus. Ist die Netzliste
generiert, kommt es zum sog. Place & Route. Hierunter versteht man die Anordnung der einzelnen
Schaltungselemente im Baustein und deren Verdrahtung. Dies geschieht meist automatisch. Hier gibt
es den Annealing-Algorithmus, welcher für möglichst kurze Verdrahtungslängen sorgt, und das
Timing Driven Routing, wo darauf geachtet wird, dass die Vorgaben für kritische Signallaufzeiten
beachtet werden. Schließlich, nach Abschluss der verschiedenen Simulationen (siehe Kap. 5) , wird
ein sogenannter Bitstream (neben der erweiterten Netzliste mit Komponentenanordnung) erzeugt.
Mit diesem verschiedenen Konfigurationsdaten wird das FPGA dann konfiguriert.
Es gibt auch noch Mischwerkzeuge, welche meist ziemlich teuer sind, die beide
Eingabemöglichkeiten vereinen, oder sogar die eine auf die andere Möglichkeit transformieren.
Eine gern genutzte Möglichkeit beim Entwurf ist auch die Verwendung von bereits fertigen
Baugruppen (Design by Reuse). Hierbei werden einfach fertige, funktionstüchtige Module, die sog.
IP-Cores (Intellectual Property), herangezogen und in die Schaltung integriert. Dieses führt auch zur
Verminderung von Fehlern, da die IP-Cores im Regelfall schon einwandfrei funktionieren, und somit
nur noch auf die Verdrahtung geachtet werden muss.
Abbildung 4: Ablauf des FPGA-Entwurfs mit VHDL [2]
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