POLITECNICO DI MILANO

Alessandro Marin matricola 669960 - alessandro.marin@dresd.org

Diego Mereghetti matricola 669902 - diego.mereghetti@dresd.org

Una nuova metodologia per la Una nuova metodologia per la creazione di architetture creazione di architetture

riconfigurabiliriconfigurabili

SommarioSommario

Concetti di baseAlbero pesato del clock

BUFG

DCM

Stato dell'arte – Metodologia STANDARD

Limiti della Metodologia STANDARD

Metodologia Make ExternalModulo OPB2IP

Soluzione INNER DCM

Soluzione EXTERNAL DCM

Soluzione DUAL DCM

Sviluppi

Concetti di base - Albero pesato di clockConcetti di base - Albero pesato di clock

E’una distribuzione delle linee di clock, che a partire da un unico componente si divide in due, un numero di volte tale da permettergli di giungere nelle clock region allo stesso istante di tempo.

Clock region

Percorso del clock

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Il Global Clock Buffer è un buffer di clock;richiede che il clock in ingresso sia fornito da una net della logica della FPGA

punto da dove partono gli alberi pesati.

BUFG

Concetti di base - BUFGConcetti di base - BUFG

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Il Digital Clock Manager è il principale componente per la gestione del segnale di clock;

prevede in ingresso un segnale di clock e lo fornisce alle periferiche dell'FPGA

richiede che gli sia fornito come input anche il clock che esso stesso fa circolare sulla FPGA formando un “anello di clock” (è un componente retroazionato)

BUFG o IBUFG

Concetti di base - DCMConcetti di base - DCM

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Stato dell'arte – Metodologia Stato dell'arte – Metodologia STANDARDSTANDARD

EDK : realizzazione della parte fissa

ArchGen : elaborazione VHDL

Prelievo VHDL e modifica manuale

Flusso di INCA: implementazione flusso EAPR fino alla generazione dei bitstreams

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Limiti della metodologia Limiti della metodologia STANDARDSTANDARD

Gestione clock: sono presenti due alberi pesati del clock, uno per la parte fissa ed uno per i moduli riconfigurabili

Utilizzo risorse: vengono utilizzati 3 BUFG per la gestione del clock

Complessità di realizzazione: estremamente lunga e complessa: richiede pesanti modifiche manuali al codice VHDL

generato dai tool

DCM BUFG_1

BUFG_2

BUFG_3

BUFG_1

Albero pesato relativo a parte fissa Albero pesato relativo ai moduli riconfigurabili

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Metodologia Make External – OPB2IPMetodologia Make External – OPB2IP

Esporta i segnali del bus OPB all'esterno del progetto EDK

Interfaccia compatibile allo standard OPB definito dall'IBM

Si collega al bus OPB come un IPcore

Ogni OPB2IP gestisce un solo modulo riconfigurabile

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Metodologia Make External – INNER DCMMetodologia Make External – INNER DCMInserimento e utilizzo dell‘OPB2IP

Problema: presenza di due alberi pesati del clock, uno per la parte fissa ed uno per i moduli riconfigurabili

BUFG

Componenti parte fissa

modulo

FIX opb2ip

DCM_BUFGBUFG_0

BUFG BUFG

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Metodologia Make External – EXTERNAL DCMMetodologia Make External – EXTERNAL DCMSpostamento del DCM (DCM_0) all’esterno del fix

Presenza di un solo albero pesato del segnale di clock

L'anello di feedback è chiuso sull'unico albero pesato presente

DCM_0 BUFG

Componenti parte fissa

moduli

FIX opb2ip

clk

BUFG

DCM

Anello di feedback

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Metodologia Make External – DUAL DCMMetodologia Make External – DUAL DCM

Soluzione identica ad EXTERNAL DCM con aggiunta di un DCM (DCM_0) all’interno del FIX (es: per componenti che richiedono una particolare gestione del clock)

Problema: la presenza di due DCM porta però alla formazione di due alberi pesati del clock, uno per la parte fissa ed uno per i moduli riconfigurabili

DCM

Componenti parte fissa moduli

clk

Anello di feedback

DCM_0

Anello di feedback opb2ip

BUFG

FIX DCM_BUFG

DCM

Anello di feedback

DCM_0 DCM

Anello di feedback

DCM_0

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

SviluppiSviluppi

Errore in INCANon pregiudica la creazione dei bitstream (è tuttavia un problema da risolvere)Concetti di

base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

SviluppiSviluppi

Passaggio indirizzi a ngcNon è possibile eseguire un generic map su un ngc, occore un assegnamento manuale nel VHDL

Come GARANTIRE la non sovrapposizione degli indirizzi?

Come GARANTIRE (su PPC) che gli indirizzi dei moduli cadano nella finestra PLB dedicata all'OPB?

Concetti di base

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Stato dell’arte

Limiti

Metod.STANDARD

Make External

>OPB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande

Domande?Domande?

Grazie per l’attenzione……….

Stato dell’arte

Limiti

Arch.STANDARD

Basi conoscenza

> Albero pesato

> BUFG

> DCM

Make External

>OBB2IP

>INNER DCM

>EXTERNAL DCM

>DUAL DCM

Sviluppi

Domande