Wed . 20 Apr 2020

Язык описания оборудования

Язык описания аппаратного обеспечения или DTD - это имя, данное классу любого компьютерного языка, используемого для идентификации электронных схем. Язык определения аппаратного обеспечения может выполнять операции, проектирование и проверку схемы посредством симуляции.
В отличие от языка программирования, синтаксис и семантика DTD включают в себя четкие выражения с точки зрения времени и совместимости, первой функции аппаратного обеспечения. Только языки, которые выражают схемы соединений и определяют иерархию между блоками, называются сетевыми списками.
DTD ранее использовался для имитации исполняемых функций для любого оборудования. Благодаря программам симуляции, основанным на времени, разработчик может протестировать часть аппаратного обеспечения до его физического изготовления. Этот исполняемый файл создавал ощущение, что DTD является языком программирования.
Значение аппаратного обеспечения можно получить с помощью традиционных языков программирования, таких как C ++; однако, это не правильный язык описания оборудования, так как невозможно четко указать время в C ++.
Код, написанный на любом подходящем языке описания оборудования, обрабатывается программным обеспечением, называемым синтезатором. Это процесс удаления логических операций из кода и создания эквивалентного списка соединений, создания проекта аппаратного обеспечения. Это достигается путем пренебрежения любой временной структурой в коде. Тот факт, что подмножество языка может быть синтезировано, не гарантирует, что он является DTD.
Проектирование системы с использованием DTD часто является более трудной и более трудоемкой процедурой, чем язык программирования. По этой причине было предпринято много усилий для автоматического перевода кода языка программирования C в DTD, но нельзя сказать, что этот процесс достиг высокого коммерческого успеха и использования с 2004 года.
Темы
1 История языков описания аппаратного обеспечения
2 Использование DTD design
3 Моделирование и отладка кода DTD
4 Языки
4.1 Проектирование цифровых схем
5 Внешние ссылки
6 Примечания
История языков описания оборудования
ISP, первые языки определения оборудования (Университет Карнеги-Меллона) и KARL (Университет Кайзерслаутерна) были найдены примерно в 1977 году. Эти языки были больше похожи на языки программирования, которые описывают связи между входом и выходом проекта. По этой причине их можно было использовать для моделирования проекта, но они не могли быть синтезированы. (Книга глава [1])

Первый современный DTD, Verilog, был найден в 1985 году компанией Gateway Design Automation. Позже Cadence Design Systems приобрела права Verilog-XL, который станет стандартом моделирования DTD следующего десятилетия. VHDL (Язык описания аппаратных средств для высокоскоростных интегральных микросхем) родился в 1987 году по запросу Министерства обороны США. Моделирование DTD позволило инженерам работать на более высоком уровне, чем их схематический уровень, и увеличило проектную мощность с сотен транзисторов до тысяч.
Способность синтезировать языки определения аппаратного обеспечения на уровне логических элементов выводит DTD на передний план в цифровом проектировании. Инструменты синтеза компилируют исходные файлы DTD (написанные на так называемом уровне передачи регистров), чтобы создавать готовые определения списка соединений на уровне «дверь / транзистор».
В течение многих лет Verilog и VHDL были двумя ведущими языками определения аппаратного обеспечения цифрового дизайна, но оба имеют почти одинаковые ограничения. Он имеет. Например, два DTD не подходят для моделирования аналоговых или смешанных цепей сигналов. У них нет необходимых определений для рекурсивных логических структур. Даже если для этой цели были созданы специализированные DTD, ни один из них не смог заменить VHDL / Verilog.
Долгое время были предприняты большие усилия для разработки DTD. Последняя версия Verilog, известная как IEEE 1800-2005 SystemVerilog, содержит много новых инноваций (классы, случайные переменные и т. Д.) Для лучшего рандомизированного тестирования, иерархии проектирования и повторного использования. Таким образом, VHDL и Verilog будут активно использоваться в ближайшие годы благодаря своим инновациям. Проектирование с использованием DTD
Подавляющее большинство современных конструкций цифровых схем работают с языком определения аппаратных средств требуемой схемы, устройства и системы.
Большинство проектов начинаются с бумаги и карандаша, с краткого изложения желаемого и схем на архитектурном уровне. Процесс идентификации на языке описания аппаратных средств обычно зависит от структуры схемы и истории кода. Структуры управления и принятия решений обычно моделируются с помощью блок-схем или диаграмм состояний. Разработчики могут даже использовать языки сценариев (например, PERL) в DTD для самоповторяющихся структур схем.
Как только проект начал реализовываться, написанный код должен быть подвергнут проверке. При подготовке к синтезу DTD проходит через автоматические контроллеры. Эти контроллеры используются для обнаружения общих логических ошибок (таких как короткие замыкания или отключенные порты).
Другими словами, проект DTD заканчивается после синтеза. После того, как инструмент синтеза отобразит идентификацию DTD как сетевой список дверей, сетевой список отправляется в последнюю часть. В зависимости от физической технологии (может быть FPGA или различных типов ASIC), язык описания аппаратного обеспечения может продолжать функционировать или не функционировать. Если в результате будет изготовлен кремниевый чип, в базу данных проектирования будут загружены данные, относящиеся к технологии производства. это шаг. В то же время на этом этапе можно попробовать различные варианты проектирования и получить преимущества, которые могут обеспечить разработку с точки зрения архитектуры. По этим причинам шаг моделирования очень важен для успешного проектирования DTD. Современные симуляторы DTD имеют графический интерфейс со многими инструментами отладки. Эти инструменты предоставляют разработчику преимущество в том, что он может остановить симуляцию в любое время и установить точку останова независимо от кода перезагрузки. Проверка правильности проекта часто является наиболее трудоемкой частью процесса проектирования. Это может быть связано с тем, что функциональная необходимость проекта интерпретируется разработчиком по-разному или может быть связано с неясными выражениями языка DTD. Идентификация DTD также может быть сделана в качестве прототипа и протестирована на оборудовании. Хотя эта операция с программируемым логическим устройством стоит дороже по сравнению с моделированием, получение фактического рабочего состояния конструкции дает более согласованные результаты. Первая выборка является самой быстрой формой тестирования / моделирования, даже если проектирование выполняется на медленных FPGA.
Языки
Проектирование цифровых схем
Наиболее известные, используемые и поддерживаемые языки DTD:
VHDL
Другое: Расширенный язык булевых выражений (ABEL)
AHDL (Altera HDL, зарегистрированный язык Altera)
Atom (высокоуровневый DTD, построенный на Haskell)
Bluespec (Haskell Встроенный DTD. В настоящее время он имеет синтаксис SystemVerilog.)
Confluence (функциональный DTD, но не продолжение.)
CUPL (зарегистрированный язык Logical Devices, Inc.)
HDCaml (на основе Objective Caml) > Аппаратное соединение Java (ошибка 404) (Соединение на основе Java)
HML (на основе SML)
Hydra (на основе Haskell)
JHDL (на основе Java)
Lava (на основе Haskell)
Lola ( простой язык для обучения)
MyHDL (на основе Python)
PALASM (для устройств с программируемой логической матрицей (PAL))
Ruby (язык описания оборудования)
RHDL ( Основанный на языке программирования Ruby)
CoWareC, DTD на основе C, созданный CoWare. Не используется для использования SystemC.
SystemVerilog представляет собой расширенный набор Verilog с улучшениями проектирования и проверки на системном уровне.
SystemC, стандартизированные библиотеки C ++ в качестве языка определения системы.
Внешние ссылки
Исследовательские лаборатории в различных университетах.
Категория определения аппаратного обеспечения в Open Directory Project
Lava
Технический подкомитет Verilog-AMS
Типы компьютерных языков
Архитектурная идентификация · Описание оборудования · Маркировка · Моделирование · Программирование · Запрос · Спецификация · Таблица стилей · Обработка шаблонов · Преобразование
Заметки
^ J. Mermet (редактор): Основы и стандарты в языках описания аппаратного обеспечения (Springer Verlag, 1993)


Donanım tanımlama dili

Rastgele Yazılar

Kanada Silahlı Kuvvetleri

Kanada Silahlı Kuvvetleri

Kanada Silahlı Kuvvetleri İngilizce: Canadian Armed Forces CAF, Fransızca: Forces armées canadiennes...
Erdurağı, Kurtalan

Erdurağı, Kurtalan

Erdurağı, Siirt'in Kurtalan ilçesine bağlı bir köydür. Konum olarak Milan Dağları ile Garzan Ovası a...
Dirk Schuster

Dirk Schuster

Dirk Schuster (d. 29 Aralık 1967, Karl-Marx-Stadt) Şu an SV Darmstadt 98'de teknik direktörlük yapan...
Jack Nicklaus

Jack Nicklaus

Jack William Nicklaus (d. 21 Ocak 1940), ABD'li profesyonel golfçüdür. "Altın Ayı" takma adıyla tanı...