Thiết kế hệ thống xử lý ảnh video trên FPGA (CycloneII), chương 6

tổng hợp tất cả các thiết kế đối với họ FPGA, CPLD hoặc ASIC của các hãng như: Xilinx, Altera, Quicklogic, Atmel, …. Nó đưa ra các sơ đồ thiết kế, các thiết kế bằng ngôn ngữ Verilog và VHDL, chương trình gỡ lỗi (register transfer level) để tổng hợp logic, tối ưu hóa những ràng buộc cơ bản, phân tích định thời, đóng gói place and route và kiểm tra lại sơ đồ. LeonardoSpectrum có khả năng định cấu hình ở ba mức khác nhau: Mức 1: là một công nghệ FPGA riêng dễ sử dụng, công cụ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế hệ thống xử lý ảnh video trên FPGA (CycloneII), chương 6 Phaàn meàm Chương 6: LEONARDOSPECTRUM 1. Giôùi thieäu LeonardoSpectrum laø moät heä coâng cuï thieát keá baäc cao, toånghôïp taát caû caùc thieát keá ñoái vôùi hoï FPGA, CPLD hoaëc ASIC cuûacaùc haõng nhö: Xilinx, Altera, Quicklogic, Atmel, …. Noù ñöa racaùc sô ñoà thieát keá, caùc thieát keá baèng ngoân ngöõ Verilog vaøVHDL, chöông trình gôõ loãi (register transfer level) ñeå toång hôïplogic, toái öu hoùa nhöõng raøng buoäc cô baûn, phaân tích ñònh thôøi,ñoùng goùi place and route vaø kieåm tra laïi sô ñoà. LeonardoSpectrum coù khaû naêng ñònh caáu hình ôû ba möùckhaùc nhau:  Möùc 1: laø moät coâng ngheä FPGA rieâng deã söû duïng, coâng cuï toång hôïp söû duïng cô sôû döõ lieäu phaân caáp trong boä nhôù cuûa LeonardoSpectrum.  Möùc 2: laø moät coâng cuï toång hôïp vaø phaân tích ñònh thôøi FPGA, noù raát deã söû duïng ñoái vôùi taát caû coâng ngheä FPGA. Khaùc vôùi möùc 1, möùc 2 ñöôïc söû duïng cho taát caû caùc coâng ngheä FPGA.  Möùc 3: deã söû duïng, laø coâng cuï phaân tích, toái öu hoaù, toång hôïp logic moät caùch linh hoaït. Möùc 3 cho pheùp söû duïng phöông phaùp thieát keá coâng ngheä ñoäc laäp cho FPGA vaø CPLD. Hôn nöõa, möùc 3 coøn hoã trôï theâm caùc thuaät toaùn cho coâng ngheä ASIC vaø söû duïng kyõ thuaät toái öu hoaù maïnh nhaát ñeå ñaûm baûo keát quaû toát nhaát cho moät soá coâng ngheä FPGA hoaëc ASIC. 2. Caùch söû duïng Start -> programs -> FPGA Advantage 5.3 -> Synthesis ->LeonardoSpectrum-> enter. Xuaát hieän cöûa soå Exemplar logic: Trong khung technology, choïn FPGA/CPLD = > Xilinx=> XC4000XL. Trong khung device, choïn 4005XLPC84. Nhaáp keùp vaøo bieåu töôïng cuûa open file, xuaát hieän cöûasoå beân döôùi Choïn file .vhd caàn dòch => open Nhaáp keùp vaøo bieåu töôïng (working directory), xuaáthieän cöûa soå: Choïn thö muïc caàn löu tröõ file .edf => set. Sau ñoù nhaáp choïnRun flow. Sau khi bieân dòch hoaøn taát khung beân phaûi cöûa soå Exemplerlogic hieån thò doøng thoâng baùo Finish Synthesis Run nghóa laøvieäc bieân dòch ñöôïc thöïc hieän thaønh coâng. Khi ñoù file .edf ñöôïclöu tröõ ôû thö muïc ñaõ choïn.III. Phaàn meàm XILINX WEBPACK 4.1 1. Giôùi thieäu Xilinx Intergrated Software Enviroment (ISE) laø phaàn meàmñöôïc baét ñaàu vôùi Project Navigator. Töø Project Navigator, ta chæcoù theå thieát laäp vaø kieåm tra caùc project. Ta coù theå thöïc hieän vôùitrình soaïn thaûo vaø moâ phoûng ñeå xaùc ñònh project, thoaû maõn caùcqui ñònh cuï theå. Moät loaït caùc coâng cuï thöïc hieän ñöôïc duøng ñeåbieân dòch vaø xaùc ñònh laïi caùc khía caïnh cuûa thieát keá. Khi thieát keáñaõ thoaû maõn caùc quy ñònh, ta coù theå download thieát keá sau cuøngvaøo linh kieän. 2. Quaù trình bieân dòch file .EDF thaønh file .BIT Start => Program => Xilinx ISE 4 => Project Navigator=> Enter. Nhaáp vaøo File => New project => enter. Xuaát hieän cöûa soå: Trong Project Name, goõ teân thö muïc caàn chöùa file .bit vaøchöông trình töï ñoäng taïo thö muïc theo ñöôøng daãn ôû ProjectLocation . Trong Project Device Option choïn nhö hình treân. Sau khichoïn xong, nhaáp OK Nhaáp vaøo choät traùi vaøo seõ xuaát hieän cöûa soåsau: Choïn file nguoàn Nhaáp vaøo Generate Programming File ñeå chaïy chöôngtrình chuyeån ñoåi. Chöông trình hoaøn taát khi thaáy doøng thoâng baùoDone: completed successfully. Khi ñoù file .edf ñaõ ñöôïc dòchthaønh file .bit. Vì chöông trình bieân dòch gaùn chaân ngaãu nhieân cho linh kieänneân ta phaûi gaùn chaân laïi cho linh kieän ñeå phuø hôïp vôùi thieát keá. 3. Quaù trình gaùn chaân (assign pins) Start => Program => Xilinx ISE 4 => Accessories =>contraint editor => Enter. Xuaát hieän cöûa soå: Choïn file => open hoaëc choïn bieåu töôïng xuaát hieän cöûasoå Choïn ñöôøng daãn nhö hình veõ => OK =>YES. Khi ñoù file.ucf ñaõ ñöôïc taïo. Sau ñoù choïn Start => Program=> Xilinx ISE 4 =>Accessories => chip viewer => Enter. Choïn file => open hoaëc choïn bieåu töôïng xuaát hieän cöûasoå Choïn file caàn gaùn chaân (file.ngd) Choïn linh kieän thích hôïp ñeå gaùn chaân => OK, xuaát hieän cöûasoå Choïn caùc tín hieäu input vaø output ñeå gaùn vaøo caùc chaânthích hôïp theo thieát keá. Caùc chaân ñöôïc choïn seõ xuaát hieän maøu theo quy ñònh cuûangöôøi thieát keá. Sau khi gaùn chaân xong ta phaûi dòch laïi file ñaõ thieát keá chaânthaønh file .bit, sau ñoù söû duïng phaàn meàm tieän ích XSTOOLs (ñaõtrình baøy ôû treân) ñeå naïp file .b ...