VHDL Tutorial Richter.book

Simon Hu

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• Publié par: Unna
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• Langue: Deutsch

Extrait

Software-Orientierter
Programmierstil bei VHDL
Harald Richter

IfI Technical Report Series IfI-10-07































Impressum

Publisher: Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal
Julius-Albert Str. 4, 38678 Clausthal-Zellerfeld, Germany
Editor of the series: Jürgen Dix
Technical editor: Michael Köster
Contact: [e-mail]
URL: http://www.in.tu-clausthal.de/forschung/technical-reports/
ISSN: 1860-8477




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Software-Orientierter

Programmierstil bei VHDL


Prof. Dr. Harald Richter
Technische Universität Clausthal
Julius-Albert-Str. 4, D-38678 Clausthal-Zellerfeld, Germany
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Inhaltsverzeichnis
Abstract .................................................................................................................................... 1
Einleitung ................................................................................................................................. 1
Stand der Technik ................................................................................................................... 1
Fortschritte bei FPGAs ......................................................................................................... 1
Stagnation bei CPUs ............................................................................................................. 2
Probleme bei der Multicore-Programmierung .....................................................................2
Algorithmen in Hardware ..................................................................................................... 3
FPGAs für eingebettete Systeme .......................................................................................... 3
Software für FPGAs ............................................................................................................. 3
Grenzen der Softcore-Programmierung ...............................................................................4
VHDL und Verilog ............................................................................................................... 4
VHDL/Verilog versus System C .......................................................................................... 5
Hardware-orientierter Stil versus Software-orientierter Stil ................................................ 6
Zusammenfassung ................................................................................................................ 7
Allgemeine Regeln des Software-orientierten Stils .............................................................. 7
Register oder Compiler-Interne Größe? ...............................................................................7
Regeln zur Registersynthese ................................................................................................ 7
Ausnahmen bei der Registersynthese ................................................................................... 9
Compiler-basierte Auswertung ........................................................................................... 10
Notwendiger Ausgangsport ................................................................................................ 10
Spezielle Regeln des Software-orientierten Stils ................................................................. 11
Zähler .................................................................................................................................. 11
Prozedur und Funktion ....................................................................................................... 13
Taktzähler ........................................................................................................................... 13
Abschnittszähler ................................................................................................................. 14
Ergänzende Regeln des Software-orientierten Stils ...........................................................14
Mnemonische Namensgebung ...........................................................................................14
Kein for und while .............................................................................................................. 14
Viele Prozeduren und Funktionen ...................................................................................... 15
Viele Module ...................................................................................................................... 15
Mehrere Abschnittszähler ................................................................................................... 15
Warten bis das Ergebnis fertiggestellt ist ........................................................................... 15 Konsequenzen bei Nichtverwendung eines Taktzählers und Abschnittszählers ................ 16
Deklarationen ..................................................................................................................... 16
Kommentare ....................................................................................................................... 17
Gültigkeitsbereich von Variablen und Signalen ................................................................. 17
Verkettete Zuweisungen und Operationen ......................................................................... 17
Initialisierung und Terminierung ........................................................................................ 18
Mehrfache Zuweisungen an Signale und Variable ohne if ................................................ 19able mit if ................................................... 19
Taktsynchrone Ausführung von Prozessen im Software-Orientierten Stil ..................... 20
Zählen und Abprüfen von Takten ...................................................................................... 21
Parallele Abarbeitung von Befehlen in einem Prozess ...................................................... 23
Mehr als ein Takt Bearbeitungszeit pro Befehl oder Aufruf .............................................. 24
Realisierung durch Abfrage eines Taktzählers .......................................................................... 24
Realisierung durch gekoppelte endliche Automaten.................................................................. 25
Programmschleifen beim Software-Orientierten Stil ........................................................ 26
Synplify-Schleife mit Endloszähler und Zählvariable ....................................................... 28
Synplify-Schleife mit Endloszähler und Zählsignal ........................................................... 29
xst-Schleife mit Endloszähler und Zählvariable ................................................................30
xst-Schleife Endloszähler und Zählsignal ..........................................................................30
Synplify-Schleife mit endlichem if-Zähler und Zählvariable ............................................ 31
Synplify-Schleife mit endlichem if-Zähler und Zählsignal ................................................ 32
xst-Schleife mit endlichem if-Zähler und Zählvariable ..................................................... 32
xst-Schleife mit endlichem if-Zähler und Zählsignal ......................................................... 33
Zusammenfassung .............................................................................................................. 34
Programmierbeispiele ...........................................................................................................34
Abschnitts- und Taktzählung und deren Abprüfung .......................................................... 34
Gekoppel