Εφαρμογή του πακέτου Xilinx ISE και Πρωτοτυποποιητικής Διάταξης Digilent D1226889A στην κυκλωματική προσομοίωση αριθμητικού διαιρέτη αποκατάστασης υπολοίπου, βάσει κώδικα γλώσσας VHDL και FPGA Xilinx Spartan-2 XC2S200

Εφαρμογή του πακέτου Xilinx ISE καιΠρωτοτυποποιητικής Διάταξης Digilent D1226889Aστην κυκλωματική προσομοίωση αριθμητικούδιαιρέτη αποκατάστασης υπολοίπου, βάσεικώδικα γλώσσας VHDL και FPGA Xilinx Spartan-2XC2S200

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

του Κωνσταντίνου Ε. Λιάμπα

Α.Ε.Μ.: 4166

Επιβλέπων:

Σταυρός Π. Δοκουζγιάννης

Επίκουρος Καθηγητής

Θεσσαλονίκη, Α.Π.Θ. 2005

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

•Μέθοδοι διαίρεσης

•Κυκλώματα FPGA

•FPGA της εταιρίας Xilinx

•Αναπτυξιακή πλακέτα Digilab-2 D1226889A

•Παρουσίαση του πακέτου ISE της Xilinx

•Υλοποίηση πρωτοτυποποιητικής διάταξης

•Συμπεράσματα

Μέθοδοι διαίρεσης

•Διαίρεση αποκατάστασης (Restoring division)

•Διαίρεση μη αποκατάστασης (Non-restoringdivision)

•SRT διαίρεση (Sweeney-Robertson-Tocher)

•Τροποποιημένη SRT διαίρεση

•Πολλαπλασιαστική διαίρεση

Κυκλώματα FPGA

1.Λογικά στοιχεία

Αντιγράφουν λειτουργικότητα Λογικών Πυλών

2.Διασυνδέσεις

Συνδέουν τα λογικά blocks

•Αντικαθιστούν:

–Τα ASICs στην σχεδίαση ψηφιακών κυκλωμάτων

–Τους σχηματικούς συντάκτες σε διάφορα πακέτασχεδιασμού

•Υποστηρίζονται:

–Από πολλά εργαλεία προσομοίωσης

(Field Programmable Gate Arrays)

Αρχιτεκτονική των FPGA

FPGA της εταιρίας Xilinx

•Σειρά Spartan:

–Spartan II/IIE

–Spartan 3/3L/3E

–Spartan XL

•Σειρά Virtex:

–Virtex II/II Pro/II ProX

–Virtex E/EM

–Virtex 4

Spartan II XC2S200 σε πακέτοPQ208

•Συχνότητα λειτουργίας στα 200MHz

•200.000 πύλες

•1.176 Configurable Logic Blocks (CLBs)

•56 Kbits μέγεθος μνήμης block RAM

•284 pins εισόδου- εξόδου (Ι/Ο)

Αναπτυξιακή πλακέτα Digilab 2

Περιλαμβάνει:

•FPGA XC2S200 της εταιρίας Xilinx

•Ρυθμιστές τάσης (2,5V και 3,3V)

•Ταλαντωτή των 50ΜΗz

•Σειριακή είσοδο για πρωτόκολλο επικοινωνίαςRS232

•Παράλληλη είσοδο για προγραμματισμό FPGAμέσω JTAG

•Έξι διασυνδέτες των 40 pins για σύνδεση μεεξωτερικά κυκλώματα

Προσομοίωση Κυκλώματος

•Μέσω του περιβάλλοντος Xilinx ISE 7.1i

•Παρουσίαση λειτουργίας τηςπρωτοτυποποιητικής διάταξης

ΣυμπεράσματαΧρήση κυκλωμάτων FPGA

Πλεονεκτήματα:

•Προγραμματίζονται άπειρες φορές

•Επιτάχυνση στην ανάπτυξη προϊόντων

•Μείωση μεγέθους του σχεδίου PCB

Μειονεκτήματα:

•Πιο αργά σε σχέση με τα ASICs

•Δεν μπορούν να χειριστούν την ίδιαπολυπλοκότητα σχεδίου

•Αντλούν περισσότερη ισχύ

Συμπεράσματα

Εύκολα επεκτάσιμο κύκλωμα

Το πρόγραμμα Xilinx ISE 7.1, είναι από τα καλύτεραπρογράμματα που κυκλοφορούν στην αγορά αυτήντην στιγμή

–Εύχρηστο και αξιόπιστο

–Μεγάλες και χρήσιμες βιβλιοθήκες και αρχείαβοήθειας