FPGA *

Факт: как минимум 150 человек в нашей стране интересуются RISC-V настолько, что их не пугает девятибалльный шторм. Примерно столько мы собрали в офлайне 14 марта в Москве на совместном митапе YADRO с Альянсом RISC-V. Оценили, готов ли RISC-V для мобильных устройств, а для RISC-V, в свою очередь, — высокопроизводительные библиотеки. Рассмотрели экосистему RISC-V для сценариев АСУ ТП — автоматизированных систем управления технологическим процессом. И наконец, в большой дискуссии обсудили, готова ли открытая архитектура к развитию широкой экосистемы открытого ПО в различных областях. Записи выступлений и некоторые интересные тезисы — далее в статье.

Verilog вряд ли можно назвать простым языком. Он требует понимания основ цифровой логики, работы аппаратуры, смены парадигмы мышления с процедурной на декларативную (описание структуры, а не алгоритма)...

В классическом программировании вы видите результат сразу после запуска программы. Скажем, программирование на C# - доступно каждому, кто готов сделать первый шаг. Немного текста, и по нажатию F5 вы увидите на экране классический "Hello, World!". Всё, ключ к двери в мир разработки в ваших руках... Пусть впереди вас ждут сложные концепции и океан возможностей, именно эта простота делает старт таким увлекательным и доступным.

С Verilog всё гораздо сложнее. И хотя, в мире ПЛИС аналогом "Hello, World!" может быть мигающий светодиод или простой счётчик, результат вашей работы будет виден только после загрузки кода на плату и проверки его работы.

Появление онлайн-симулятора HDLBits сделало изучение Verilog гораздо проще и увлекательнее, чем когда-либо прежде. А доступные каждому платы с ПЛИС китайской компании Gowin Semiconductor (отладочная плата с ПЛИС, на которой можно развернуть процессор RISC-V — стоит всего 2000 рублей) позволяют попрактиковаться на реальном «железе» практически бесплатно. При наличии опыта программирования, освоить Verilog будет проще, чем вы думаете. 😉

Если вам нужно закрыть этот «пробел в образовании» и познакомиться с RTL-дизайном, начинайте прямо сейчас! Но обо всём по порядку.

Недавно возникла потребность в быстром погружении в язык разработки Chisel. Для пробы будет разработан простой блок, который будет принимать данные по интерфейсу AXI-Stream, проверять в них контрольную сумму и передавать данные в выходной интерфейс AXI-Stream в случае совпадения контрольной суммы. Реализация блока на SystemVerilog, Chisel, тестовое окружение для проверки - под катом.

Оказывается, в Кыргызстане, который в 11 веке стоял аккурат посередине Великого шёлкового пути, спустя тысячу лет появились проектировщики цифровых схем на уровне регистровых передач. Во время семинара «Модели бизнеса и основы технологий микроэлектроники для Центральной Азии» мы встретились с инженерами Азаматом Бексадаевым и Бахтияром Кукановым, которые принимали участие в разработке двух блоков на верилоге для международного проекта Parallella. Этот проект был инициирован американской компанией Adapteva, которая сейчас превратилась в Zero ASIC.

Основой технологии Adapteva была решетка из большого количества процессорных ядер внутри одной микросхемы. Ядра имели собственную архитектуру под названием Epiphany и были оптимизированы под энергоэффективные вычисления с плавающей точкой. По микроархитектуре каждое ядро было суперскаляром с внеочередными выполнением инструкций (out-of-order – OoO).

Ребята из FPGA комунити каждый день делают небольшую подборку новостей из мира FPGA и решили поделиться ей с читателями хаба FPGA. Внимание: возможны повторы!

В предыдущей статье я поделился опытом работы с ПЛИС фирмы Lattice через инструменты с открытым исходным кодом Yosys и NextPNR. Как я отмечал, освоить их меня заставило не столько любопытство, сколько требования Заказчика. В том проекте у меня просто не было выбора. И та статья, скорее, была написана в помощь для быстрого старта тем, кого тоже заставят. А можно ли использовать эту сцепку для дома, для семьи? Для этого она должна быть удобной.

Как мы обсудили в комментариях к прошлой статье, в минусы этой сцепке можно записать отсутствие такого полезного инструмента, как SignalTap (Altera) или ChipScope (Xilinx). Замену этой парочке пока что удалось найти только в виде физического анализатора. Так себе замена, но хоть что-то.

Более серьёзная трудность заключалась в том, что все примеры, которые я находил, были реализованы на чистом Верилоге. А я уже не могу писать автоматы, не используя такой механизм, как enum. Меня каждый раз злит необходимость перенумеровывать состояния, если я правлю автомат по ходу разработки. Но чтобы был enum, надо пользоваться более прогрессивным стандартом языка, который уже называется SystemVerilog.

На странице Yosys  YosysHQ/yosys: Yosys Open SYnthesis Suite (github.com) описано, что данный язык ограниченно поддерживается синтезатором, и даже указана опция для его использования. А именно сказано, что команде read_verilog надо добавить ключ –sv. Но попытки найти в сети готовую инструкцию для новичков, как её активировать, я не нашёл, потому что если кто-то и пользуется этой командой, то для одного файла, а не для списка.

Наконец, я разобрался, поэтому делаю такую инструкцию, чтобы любой желающий смог быстро найти готовое решение.

Вступление

Сжатие видео с камеры является важной задачей как при трансляции данных через сеть Интернет, так и при передаче данных через радиоканал. Это позволяет в разы сократить объем передаваемой информации при небольшой потере детализации в исходном видео. Сейчас самым популярным алгоритмом для сжатия видео является кодек h264. Хотя уже существует следующая реализация кодека – h265, но он имеет большую вычислительную сложность алгоритма и пока не нашел столь широкого применения, и его реализацию можно оставить на потом :)

Модельно-ориентированное проектирование - это что?

При разработке алгоритма для ПЛИС можно выделить два основных подхода: написать алгоритм сразу на языке описание аппаратуры VHDL/Verilog/SystemC или использовать более высокоуровневые средства проектирования. Во втором случае вначале строится эталонная модель алгоритма в MATLAB/Simulink, тестируется, верифицируется и постепенно подготавливается к автоматической генерации HDL кода из алгоритма. Конечно, мы выбрали второй вариант, т. е. наш план – на основе MATLAB кода сделать эталонную модель алгоритма Simulink, а после – адаптировать ее к автоматической генерации кода и получить HDL для ПЛИС.

Эта статья является переводом поста Chris Hodapp Embedding Haskell: Compilers, and compiling compilers В своём посте автор рассматривает различные подходы к использованию Haskell для написания кода для встраиваемых систем. Предоставим слово автору.

В моем последнем посте упоминалось, что некоторые вещи требуют лучшего объяснения, потому что я всегда пытаюсь объяснить и уточнить.

Этот блог посвящен использованию Haskell со встраиваемыми системами. Что это хотя бы значит? Мы видим пару широких категорий (которые отражают слайды на последней странице, а также наша страница ссылок):

• Полная компиляция: компиляция кода на Haskell для встраиваемого назначения.
• Ограниченная компиляция: компиляция некоторого ограниченного подмножества кода на Haskell для встраиваемого назначения.
• Хостинг EDSL и компилятора: хостинг в Haskell, EDSL и компилятор для встраиваемого назначения.

Введение

Как-то раз мне потребовалось по работе реализовать небольшой блок CAM (ассоциативной памяти). Почитав, как это делается у Xilinx на BRAM (блоках статической памяти) или на SRL16 (16 — битных сдвиговых регистрах), я несколько опечалился, так как их реализации занимали довольно много места. Решил попробовать сделать его самостоятельно. Первым вариантом стала реализация в лоб. Забегая вперед, она практически сходу мне и подошла, благо, целевая частота для дизайна была всего 125 МГц.

Есть несколько событий и тем, которыми хотелось бы поделиться с сообществом. По-хорошему, по каждой можно писать отдельную статью, но общий дефицит времени заставляет немного схалтурить. Наши сегодняшние темы:

• релиз MIPSfpga 2.0;
• процессор schoolMIPS и Летняя школа юных программистов в Новосибирске;
• школа-семинар по цифровому дизайну и компьютерной архитектуре в Томске;
• запуск ванильного ядра Linux на MIPSfpga-plus;
• поддержка АЦП Altera MAX10 в MIPSfpga-plus;
• логотип MIPSfpga-plus.

Если тематика MIPSfpga-plus вам не безразлична, то в конце есть небольшой опрос на тему чего мне писать (или не писать) следующую статью. Ваш выбор поможет мне сориентироваться и расставить приоритеты. Welcome!

Очередная серия про ПЛИС и отладочную плату Френки. Предыдущие серии 1, 2, 3.

Сделать контроллер елочных гирлянд не просто, а очень просто! Hello World на ПЛИС — это помигать светодиодом. А "С новым годом" на ПЛИС — это помигать несколькими светодиодами. Принцип прост, как и в предыдущих статьях: создаем счетчик, который делит частоту тактового генератора, выбираем биты из слова счетчика, для получения нужной скорости. Несколько бит из этого слова дадут нам определенный шаг отображения (в зависимости от количества выбранных бит 1, 2, 4, 8 и т.д. шагов). В зависимости от номера шага задаем значения для N светодиодов.

Для управления реальной гирляндой, можно взять какой-нибудь shield с электромагнитным реле. У меня оказался вот такой, на 8 реле. Схема подключения. Принципиальная схема.

Программируемая Логика - увлекательный и своеобразный мир - к сожалению среди большинства из нас, знатоков Python, JS, Go, Java, C++ да и среди любителей Arduino и прочих микроконтроллеров она не так широко "распростирает свои руки".

Давно хотелось среди задачек и головоломок на "обычное" программирование внедрить на сайте и горстку упражнений из этой таинственной области. Мешало банальное отсутствие собственного опыта в ней (за исключением нескольких занятий по AHDL в далёкие вузовские годы).

Мотивация (или везение?) пришло с очередной новой работой - хотя она не связана с PLD/FPGA, но в моей текущей компании эти направления значительно развиты, есть и знатоки - которые подсказали кое-что по инструментам, по выбору языка - а заодно показали и репозиторий с "домашками" от их собственного курса... Я засучил рукава, добавил компилятор в "песочницу" и вот уже первые несколько заданий ждут энтузиастов :) Также ждём знатоков которые захотят помочь с идеями новых задач и верификацией существующих. Итак, переходим к подробностям...