La lecture en ligne est gratuite
Télécharger
Universit¨atGHSiegen Institutfu¨rRechnerstrukturen Betreuer:Prof.Dr.RainerBru¨ck,Dr.MichaelG.Wahl 15. Mai 1998
Studienarbeit Tutorialfu¨rVisualHDL
Jens Kaminski Technische Informatik 10. Fachsemester Matr.-Nr. 404949 Giersbergstraße 156 /53 D-57072 Siegen Tel: 0271/485020
Kurzfassung
ImRahmendieserStudienarbeitwurdeeinTutorialfu¨rdiegraphischeVHDL-Entwicklungsumgebung Visual HDL for VHDL der Firma Summit Design in derVersion5.2fu¨rSolariserstellt.DieseArbeitstelltdaszugrundeliegendeKon-zeptdesTutorialsvor,wofu¨rzun¨achstdasProgrammVisualHDLinbezugauf seine Funktionsweise beschrieben und bewertet wird. Nach der Vorstellung der Ziele und Methoden des Tutorials werden Hinweise zum Einsatz des Tutorials ¨ undeineAnleitungf¨ureventuelleErga¨nzungenoderAnderungengegeben.Im Rahmen eines Ausblickes wird eine Fallstudie zum Vergleich von Visual HDL und SynopsysunterdemAspektderArbeitsproduktivit¨atvorgeschlagen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 2 Beschreibung von Visual HDL 2.1 Die Umgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Derlibrary browser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 Versionsverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Blockdiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Zustandsgraphen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Flußdiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Wahrheitstabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Der VHDL-Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Die Simulationsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.1 Derstimulus editor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.2 Graphische Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.3 Tabellarische Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.4 Diesmart monitors. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 2.8 Konvertierung VHDL nach Graphik . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Das Tutorial 3.1 Erwartete Vorkenntnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Vorstellung des Tutorials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2 Gliederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Probleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
i
1 2 3 3 5 6 7 8 9 9 10 10 11 12 12 12 14 14 15 16 16 23 25
INHALTSVERZEICHNIS
4
5
6
Hinweise zum Tutorial 4.1 Einsatzvoraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1 Systemvoraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2 Installation von Visual HDL . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.3 Vorkenntnisse der Benutzer . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4 Betreuung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Erstellung des Tutorials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1 Verwendete Programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.2 Schwierigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ausblick: Vergleich Visual HDL mit Synopsys
Zusammenfassung
ii
26 26 26 27 28 28 28 28 29
30
32
Kapitel 1
Einleitung
DievorliegendeStudienarbeitbeschreibtdieErstellungeineseinfu¨hrendenTuto-rialsfu¨rdasProgrammVisualHDLforVHDL.DasTutorialfu¨hrtdenBenut-zer durch Eingabe eines vorgegebenen Beispiels in die Benutzung der wichtigsten Funktionen und Arbeitsweisen unter Visual HDL ein. ImerstenKapitelwerdenzun¨achstdieKonzepteundMo¨glichkeitendesPro-gramm Visual HDL vorgestellt und bewertet. So wird ein Einblick in das Pro-gramm gegeben, um die Konzepte und Ideen des Tutorials besser erfassen zu ko¨nnen. Im nachsten Abschnitt wird das Tutorial selbst vorgestellt. Dazu werden die ¨ ¨ zugrundeliegendenUberlegungenbez¨uglicherwarteterVorkenntnisseundderzu erreichenden Ziele dargestellt. Ebenso werden die benutzten Mittel und Wege sowohl der optischen als auch inhaltlichen Gestaltung beschrieben und durch beispielhafte Bilder verdeutlicht. Das Kapitel 4 gibt Hinweise, was beim Einsatz des Tutorials sowohl f¨r An-u wenderalsauchvorallemfu¨rLehrendezubeachtenist,diedasTutorialim RahmeneinesPraktikumseinsetzenwollen.Daru¨berhinauswerdenProbleme mit Werkzeugen angesprochen, die bei der Erstellung verwendet wurden. IneinemweiterenAbschnittwirddieDurchf¨uhrungeinerFallstudiezumVer-gleich von Visual HDL und Synopsys vorgeschlagen. Dabei sollen zwei Gruppen von Studenten eine Aufgabe jeweils mit einem der Werkzeuge bearbeiten. Aus derenErfahrungenunddemben¨otigtenZeiteinsatzk¨onnendannRu¨ckschlu¨sse gezogenwerden,wiesichdieWahldesWerkzeugesinderArbeitsproduktivita¨t niederschl¨agt.
1
Kapitel 2
Beschreibung von Visual HDL
VisualHDListeinintegriertesgraphischesEntwurfswerkzeugfu¨rHardwaresy-steme, welches versucht, die Ideen moderner graphischer Softwareentwicklungs-umgebungenaufdasGebietderHardwareentwicklungzu¨ubertragen.Sostellt esM¨oglichkeitenzurVerf¨ugung,ingraphischerFormVerhaltens-undArchitek-turbeschreibungen zu erstellen und in VHDL als Hardwarebeschreibungssprache zu¨uberfuhren.InsgesamthandeltessichumeinstarkintegriertesWerkzeug, ¨ sodaßalleFunktionenundF¨ahigkeitenengmiteinanderverknu¨pftsindunddie Bedienung einheitlich ist. DerVorteildergraphischenDarstellungistes,daßbew¨ahrteDarstellungswei-senwieZustandsgraphen,FlußdiagrammeoderBlockbilderzurRepr¨asentation benutztwerdk¨n.DieseMethodeistinsbesonderefu¨rstarkparalleleSyste-en onne me, wie sie Hardware aus der Sicht einer programmiersprachlichen Beschreibung darstellt,besserzuu¨bersehenundzudurchschauenalseinetextuelleDarstellung. BesondersvorteilhaftandieserMethodeistes,daßdiefu¨rdieDokumentation ohnehinzuerstellendenSchaubilderalsBasisf¨urdiesprachlicheUmsetzungdie-nen.SokanneinesonstnochnichtvomEntwicklungsystemunterstu¨tze,erste SpezikationerstelltunddirektdurchSimulationaufKorrektheit¨uberpru¨ftwer-den. Nach der Erstellung der ersten Verhaltensbeschreibung wird der Stil destop-downleazeniVFnnulhovwurfEntcheisdurtsu¨tnreenuntkoiPro-ßdassodatzt, grammvondererstenSpezikationu¨berderenValidierung,derAufteilungdes Systems in funktionale Einheiten und deren weiterer Ausgestaltung bis zur Syn-thesefa¨higkeitbenutztwerdenkann.
2
KAPITEL 2. BESCHREIBUNG VON VISUAL HDL
VisualHDLumfaßtviergraphischeEditorenf¨urBlockdiagramme,Zustands-graphen,FlußdiagrammeundWahrheitstabellen,zus¨atzlichkannmittelseines Texteditors VHDL in gewohnter Form benutzt werden. Zur Simulation kann der integrierte Simulator verwendet werden, der neben der graphischen und tabella-rischen Darstellung der Ergebnisse auch die Fehlersuche durch Einzelschrittver-arbeitungundUnterbrechungspunkteunterstu¨tzt.DabeibleibtdasSystemin der graphischen Darstellung der einzelnen Komponenten, so daß beispielsweise der aktuelle Zustand eines Zustandsautomaten farblich hervorgehoben wird. Als weitereMo¨glichkeit,dieSimulationsergebnissedarzustellen,sinddiesogenannten smart monitors Aufvorgesehen, die jedem Signalwert eine Graphik zuordnen. dieseWeiseko¨nnenbeispielsweisebin¨areAusg¨angeinFormeinerKontrollampe angezeigt werden oder Eingaben in Form von Schaltern erfolgen. EineBesonderheitvonVisualHDListdieM¨oglichkeit,vorhandeneVHDL-QuelltexteineinegraphischeDarstellungzuu¨bersetzen,dasheißt:ausstruktu-rellenBeschreibungenwerdenBlockdiagrammeundausLogikk¨onnenFlußdia-gramme oder Zustandsautomaten erzeugt werden. Im folgenden werden die einzelnen Komponenten wie die graphischen Editoren und die Simulationumgebung genauer dargestellt.
2.1 Die Umgebung VisualHDLunterst¨utztdenEntwurfdurcheineintegrierteUmgebung,diealle erstellten Einheiten (units Eben-) zu Bibliotheken und Projekten zusammenfaßt. so werden alle im Verlauf des Entwicklungsprozesses entstehenden Dateien wie Simulationergebnisse oder Testprogramme einheitlich abgelegt und verwaltet.
2.1.1 Derlibrary browser ZurVerwaltungderEinheitenundderDarstellungihrerZusammenha¨ngedient der sogenanntelibrary browserneModian:Esk¨onnneEr.teibevtehcsredei sowohl alle der Umgebung bekannten Bibliotheken (libraries) angezeigt werden, als auch der Inhalt, also die Einheiten, einer Bibliothek aufgelistet werden – siehe Abbildung 2.1 – oder in Form der Projektdarstellung wie in Abbildung 2.2 alle einemProjektzugeh¨orendenElementedargestelltwerden.
3