При разработке сложно-функциональных блоков (СФБ) цифровой обработки сигналов важным этапом является моделирование алгоритма работы. Этот этап может занимать существенное время, откладывать запуск написания RTL и, как результат, увеличивать общее время разработки. Поэтому в условиях ограниченного времени на разработку многие предпочитают этот этап пропускать. А зря.
На конференции FPGA-Systems был предоставлен маршрут проектирования блоков микросхем на основе использования C++ под названием ИРИС. Докладчик - заведующий кафедрой Мехмата МГУ Эльяр Гасанов. Его группа имеет значительный опыт проектирования оптимизированных по производительности блоков, например LDPC декодера, и ведет свои истоки из сотрудничества с LSI Logic в середине 1990-х годов.
Мои мысли после просмотра презентации:
ПЛИС-культ привет, FPGA хабрунити.
На днях состоялся анонс уже второго номера народного FPGA журнала FPGA-Systems Magazine :: № BETA (state_1). В нем 200+ страниц и 20+ статей и небольших заметок по направлениям FPGA / RTL / Verification (ПЛИС сегодня это не только про знание HDL и Vivado c Quartus'ом). Журнал бесплатный и распространяется в виде pdf-ки.
Уже в эту субботу, 25 мая, в Санкт-Петербурге состоится ежегодная конференция FPGA-Systems 2024.1. Еще есть возможность присоединиться офлайн: не только послушать доклады про организацию верификации, ошибки FPGA-специалистов и пообщаться с коллегами, но и посмотреть на любопытные стенды, подготовленные инженерами. Один из них — «черный ящик» на КДПВ, в нем — симбиоз трех симуляторов для моделирования систем на кристалле. Что внутри — читайте под катом.
А еще — раскрываем тайну, кто будет приглашенным спикером московской FPGA-Systems, которая пройдет 1 июня, вслед за первой конференцией.
Я не понимаю, как на это реагировать. Некий товарищ полгода спрашивает у меня советы как начать с Verilog/FPGA/ASIC, но при этом ничего не начинает, хотя его вопросы становятся все более экзотическими. Чтобы было понятнее, опишу как бы это выглядело для программирования. Предположим к вам пришел молодой человек и спрашивает как научиться программировать. Вы ему говорите что-нибудь типа:
"Сесть за компьютер, написать и запустить программу Hello, world. Одновременно скачать книжку с описанием языка и базовых приемов и читать ее в общественном транспорте, перед сном и в приемной у зубного врача. Периодически садиться за компьютер, написать и отладить программы: сортировки массива, игры Жизнь, ханойских башень итд. С выводом на текстовый терминал, окно в GUI или веб-страницу - по вкусу. Далее вы поймете в какую сторону копать или не идти в это дело вообще."
Молодой человек вас горячо благодарит и уверяет как он сильно хочет стать настоящим программистом. Потом он Hello, world не пишет и никакой книжки читать не начинает, но последовательно спрашивает у вас:
Cобираем FPGA-разработчиков и сочувствующих им на встречу сообщества FPGA-Systems в Москве. Уехали из столицы? Подключайтесь онлайн.
1 июня в 11:00 семь инженеров расскажут, как применять FPGA-плату в промышленной автоматизации, работать с инструментом ИРИС (самое время узнать, что это), реализовать контроллер SATA на ПЛИС и многое другое. А если вы любитель запускать Doom на чем ни попадя, вас заинтересует кейс инженера-программиста из YADRO, который запустил Quake на отечественном RISC-V-модуле.
Помимо этого, будет секретный спикер, которого мы объявим ближе к событию. Знайте, что мы уже настраиваем межконтинентальный телемост. Регистрируйтесь, чтобы не пропустить.
Приглашаем верификаторов, RTL-инженеров и FPGA-разработчиков на конференцию FPGA-Systems 2024.1 в Санкт-Петербурге и онлайн. Обсудим аспекты безопасности в рамках систем на кристалле, тестирование верификационных компонентов, фреймворк PyUVM и его использование для верификации цифровых дизайнов ASIC и FPGA, разработку трансиверов и многое другое.
Регистрация уже открыта — заполняйте форму по ссылке и присоединяйтесь к конференции. Под катом — полная программа встречи.
Году в 1993 мой приятель микрософтовец Лев Белов при встрече с безумными глазами произнес «Ты понимаешь, что это все! Window NT спортировали на Альфу! Все, архитектура x86 с Интелом закончилась!»
И вот архитектура DEC Alpha вновь возникла в моем дискусе в диалогах на линкдине пару дней назад. Инженер по имени Александр Кушнеров высказал утверждение, что на Альфе не получилось или было принцииально невозможно достичь низкого энергопотребления.
Тезис про «принципиально невозможно» мне кажется сомнительным. Поэтому я высказал вот какие соображения:
В данной статье я постараюсь описать процесс создания кастомного образа Linux на Zynq UltraScale+ MPSoCс. Каждый необходимый компонент будет собран отдельно с использованием соответствующих утилит. Статья разбита на разделы, которые шаг за шагом знакомят вас с процессом сборки и запуска системы на данной платформе.
Получить опыт работы в сложной инженерной специальности сегодня проще, чем когда-либо. Герои этого материала — студенты и недавние выпускники технических вузов, которые прошли летнюю стажировку Импульс от YADRO в 2023 году и остались работать в компании. Ребята решают реальные задачи: разрабатывают внутренние сервисы, тестируют системы хранения данных и отвечают за работу платформы виртуализации.
Мы поговорили с молодыми инженерами о работе, которую они делают каждый день, о полученном опыте и о том, почему они решили продолжить карьеру именно в YADRO.
Хотите так же? Заполняйте заявку на «Импульс»-2024 и проходите интервью.
Для программирования FPGA нужна среда проектирования. Например, при использовании микросхем ПЛИС Altera/Intel мы используем САПР Intel Quartus Prime Software. Возможно, основная ценность технологии ПЛИС даже не сами микросхемы, а программное обеспечение, которое позволяет разместить Verilog HDL / VHDL проект по логическим блокам и развести связи между ними используя заданные временные ограничения.
Возможно ли использование open source инструментов для FPGA проектирования?
Я расскажу о своем опыте использования Yosys oss-cad-suite для платы Марсоход3GW-2 на базе ПЛИС китайской компании Gowin GW1NR-LV9QN88PC6/I5. Фото платы показано выше в начале статьи.
А давайте возьмём простейший процессор и напишем его эмулятор на Python. Будем кормить его бинарниками и дебажить.
Статья для тех, кто всегда хотел разобраться в машинном коде, но боялся начать.
Нет согласующих резисторов в FPGA - что мешает реализовать целый ряд схем, но зато есть чем заменить их для цифрового сигнала внутри таких схем. Пытался найти в сети альтернативу согласующему резистору для применения внутри синтезируемой схемы, поисковик выдал скромный результат поиска, содержанием которого оказалось ничего по существу - категоричное нет на всех форумах, и иногда что-то близкое, но моей задачи не решающее. Да и собственно в схеме развёрнуты две задачи - некоторый кэш нового типа и механизм управления таким кэшем, по сути - часть процессора нового типа.
Тут нужно много вникать. И если Вы не верите IDE Logisim Evolution - можете просто пройти мимо и не принимать тут изложенный материал во что-то нужное и полезное. Тем более что это в общем-то работа новичка, который просто развивает свой проект и взгляды в новых областях, сталкивается с новыми задачами и решает их новыми способами.
На просторах интернета есть несколько статей об алгоритме получения хеш-функции Стрибог (ГОСТ 34.11-2012), в том числе и на Хабре. Однако везде в качестве примера приводится реализация на языках программирования C, C#, Python и других. То есть идет последовательное выполнение операций алгоритма. В данной статье я хочу затронуть аппаратную реализацию на языке System Verilog, уделить внимание распараллеливанию вычислений и описанию интерфейсов модулей. Для начала кратко рассмотрим теорию.
Бывший посол США в России Майкл Макфол уже пару лет занимается санкциями против России, в том числе в микроэлектронике. Это происходит в рамках так называемой «Группы Ермака‑Макфола».
Документы группы пишут гуманитарии, например они путают Xilinx и Zilog, или «поправляют» слово ARM на слово ARMY, а также считают, что Zynq — процессор, а не гетерогенная система на кристалле с FPGA.
Кстати, Макфол мог бы попросить технических коллег из Стенфорда это править — в Стенфорде крутая электроника, его ректором был Джон Хеннесси, создатель процессоров MIPS и соавтором двух самых известных учебников по компьютерной архитектуре в мире.
Но короче, в прошлую пятницу Макфол устроил созвон в Zoom для платных подписчиков его блога на substack, я к этому созвону присоединился и задал ему такой вопрос:
Это вторая и заключительная часть большой статьи. Ознакомиться с первой частью можно по ссылке.
Основная прелесть использования ПЛИС, на мой взгляд, состоит в том, что разработка аппаратуры превращается в программирование со всеми его свойствами: написание и отладка кода как текста на специализированных языках описания аппаратуры (HDL); код распространяется в виде параметризованных модулей (IP-блоков), что позволяет его легко переиспользовать в других проектах; распределенная разработка обширным коллективом разработчиков с системой контроля версий, такой же, как у программистов (Git); и, как и в программировании, ничтожно низкая стоимость ошибки.
Последнее очень важно, так как если при разработке устройства классическим методом разработчик несет вполне существенные затраты на сборку и производство изделия, и любая схемотехническая ошибка или ошибка трассировки печатной платы — это всегда выход на очередную итерацию и попадание на деньги, то при работе с ПЛИС ошибки ничтожны по своей стоимости и легко устранимы. И даже если в серийном изделии обнаруживается ошибка, то её во многих случаях можно устранить очередным апгрейдом прошивки «в поле» без замены изделия. Короче, с приходом ПЛИС разработка цифровой аппаратуры все больше и больше выглядит как программирование, а это, помимо всего прочего, существенно понижает порог вхождения в тему, и все больше программистов становятся разработчиками «железа». А новые люди, в свою очередь, приносят с собой в индустрию новые подходы и принципы.
В этой статье я хочу поделиться своим небольшим опытом «программирования» микросхем ПЛИС и тем, как я постепенно погружался в тему ПЛИСоводства. Изначально я собирался написать небольшую заметку про открытый тулчейн для синтеза Yosys. Потом — про язык SpinalHDL и синтезируемое микропроцессорное ядро VexRiscv, на нём написанное. Потом — про замену микроконтроллеров микросхемами ПЛИС на примере моей отладочной платы «Карно». Но в процессе я погрузился в историю появления Hardware Description Languages (HDL), и когда я начал писать, Остапа, как это часто бывает, понесло... В общем, получилось то, что получилось.
Основная прелесть использования ПЛИС, на мой взгляд, состоит в том, что разработка аппаратуры превращается в программирование со всеми его свойствами: написание и отладка кода как текста на специализированных языках описания аппаратуры (HDL); код распространяется в виде параметризованных модулей (IP-блоков), что позволяет его легко переиспользовать в других проектах; распределенная разработка обширным коллективом разработчиков с системой контроля версий, такой же, как у программистов (Git); и, как и в программировании, ничтожно низкая стоимость ошибки.
Последнее очень важно, так как если при разработке устройства классическим методом разработчик несет вполне существенные затраты на сборку и производство изделия, и любая схемотехническая ошибка или ошибка трассировки печатной платы — это всегда выход на очередную итерацию и попадание на деньги, то при работе с ПЛИС ошибки ничтожны по своей стоимости и легко устранимы. И даже если в серийном изделии обнаруживается ошибка, то её во многих случаях можно устранить очередным апгрейдом прошивки «в поле» без замены изделия. Короче, с приходом ПЛИС разработка цифровой аппаратуры все больше и больше выглядит как программирование, а это, помимо всего прочего, существенно понижает порог вхождения в тему, и все больше программистов становятся разработчиками «железа». А новые люди, в свою очередь, приносят с собой в индустрию новые подходы и принципы.
В этой статье я хочу поделиться своим небольшим опытом «программирования» микросхем ПЛИС и тем, как я постепенно погружался в тему ПЛИСоводства. Изначально я собирался написать небольшую заметку про открытый тулчейн для синтеза Yosys. Потом — про язык SpinalHDL и синтезируемое микропроцессорное ядро VexRiscv, на нём написанное. Потом — про замену микроконтроллеров микросхемами ПЛИС на примере моей отладочной платы «Карно». Но в процессе я погрузился в историю появления Hardware Description Languages (HDL), и когда я начал писать, Остапа, как это часто бывает, понесло... В общем, получилось то, что получилось.
А еще эту статью можно рассматривать как глубокое погружение в то, что происходит вот на этом новогоднем видео.
