Московский Государственный Инженерно-

Московский Государственный Инженерно-

Физический Институт

(Технический Университет)

Кафедра «Компьютерные системы и технологии»

 

 

Реферат на тему:

 

"Моделирование времени. Обеспечение параллельности в работе устройств ВС в системе VHDL"

 

2002 г

Содержание

 

Введение                                                                                                3

Воспроизведение объектов модельного времени (NOW)                            4

Структура данных типа TIME                                                             5

Средства обеспечения параллельности в работе ВС                        6

Средства поведенческого описания ВС                                             7

Средства потокового описания ВС                                                                8

Средства структурного описания ВС                                                 8

Источники                                                                                             9

Введение

Возрастающая степень интеграции ПЛИС, новые концепции проектирования (система на кристалле) накладывают свой отпечаток на способы описания проекта на ПЛИС.

Языки описания аппаратуры (Hardware Description Language), являются формальной записью, которая может быть использована на всех этапах разработки цифровых электронных систем. Это возможно вследствие того, что язык легко воспринимается как машиной, так и человеком. Он может использоваться на этапах проектирования, верификации, синтеза и тестирования аппаратуры так же, как и для передачи данных о проекте, модификации и сопровождения.

Одним из наиболее универсальных языков описания аппаратуры является VHDL, первый стандарт которого был разработан в 1983–1987 годах при спонсорстве минобороны США. На этом языке возможно как поведенческое, так структурное и потоковое описание цифровых схем.

Языки описания аппаратуры (Hardware Description Language), служат для формального описания дискретных устройств вычислительной техники и могут быть использованы на всех этапах разработки цифровых электронных систем.

VHDL может использоваться на этапах проектирования, верификации, синтеза и тестирования аппаратуры так же, как и для передачи данных о проекте, модификации и сопровождения.

VHDL поддерживает три различных стиля для описания аппаратных архитектур.

· Первый из них - структурное описание (structural description), в котором архитектура представляется в виде иерархии связанных компонентов.

· Второй - потоковое описание (data-flow description), в котором архитектура представляется в виде множества параллельных операций языка, каждая из которых может управляться логическими сигналами. Потоковое описание соответствует стилю описания, используемому в языках регистровых передач.

· И, наконец, поведенческое описание (behavioral description), в котором логические преобразования описываются последовательными программными предложениями, которые похожи на имеющиеся в любом современном языке программирования высокого уровня. Все три стиля могут совместно использоваться в одной VHDL программе.

Структурное и потоковое описание используется для проектирования цифровых схем, поведенческое - в основном для моделирования.

Если посмотреть на язык VHDL глазами программиста, то можно сказать, что он состоит как бы из двух компонент - общеалгоритмической и проблемно-ориентированной.

Проблемно-ориентированная компонента языка VHDL позволяет описывать цифровые системы в привычных разработчику понятиях и терминах. Сюда можно отнести:

1. понятие модельного времени (NOW) и параллелизма;

2. данные типа TIME, позволяющие указывать время задержки в физических единицах;

3. данные вида сигнал (signal),значение которых изменяется не мгновенно, как у обычных переменных, а с указанной задержкой, а также специальные операциии и функции над ними;

4. средства обьявления объектов (entity), их архитектур (architecture) и конфигураций (configuration).

 

Структура данных типа TIME

Физические типы позволяют разработчику непосредственно выразить величины в физических единицах измерения. В VHDL используется один физический тип - предопределенный физический тип TIME(время). Обьявление физического типа задает множество единиц, определенных в терминах некоторой базовой единицы. В случае типа TIME базовой единицей является fs (фемтосекунда), а производными единицами являются ps,ns,us и так далее. Рассмотрим определение типа TIME.

type TIME is range -(2**31-1) to 2**31-1      units           fs;           ps = 1000 fs;           ns = 1000 ps;             us = 1000 ns;           ms = 1000 us;           s = 1000 ms;           min = 60 s;           hr = 60 min;      end units;

Диапазон типа TIME определяет диапазон базовых единиц, который может быть точно представлен обьектами типа. Физические литералы, использующие любые из определенных имен для физических единиц, будут автоматически преобразовываться к фемтосекундам. Обеспечивается абсолютная точность, когда значения одного физического типа складываются и вычитаются или когда значение физического типа умножается на целое. Допускается также деление на целое, но в этом случае может выполняться округление результата.

Московский Государственный Инженерно-

Физический Институт

(Технический Университет)