A gajski kuhn diagram
Download
1 / 40

A GAJSKI-KUHN DIAGRAM - PowerPoint PPT Presentation


  • 76 Views
  • Uploaded on

A GAJSKI-KUHN DIAGRAM. Alapelv: Rendezzük a digitális-rendszerek leírásait célok és szintek szerint. Szintézisek és verifikációk. A szintézis adott szintről a tőle jobbra lévő tartomány eggyel alacsonyabb szintjére irányul

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' A GAJSKI-KUHN DIAGRAM' - lucas


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
A gajski kuhn diagram
A GAJSKI-KUHN DIAGRAM

Alapelv:

Rendezzük a digitális-rendszerek leírásait célok és szintek szerint

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Szint zisek s verifik ci k
Szintézisek és verifikációk

A szintézis adott szintről a tőle jobbra lévő tartomány eggyel alacsonyabb szintjére irányul

A verifikáció adott szintről a tőle balra lévő tartomány eggyel magasabb szintjére irányul

(A realizáció és az analízis „szinttartó”)

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A tervez s elemei
A TERVEZÉS ELEMEI

● SPECIFIKÁCIÓ

● STRUKTÚRA

● SZINTÉZIS

● VERIFIKÁCIÓ

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A j tervez s k t folyamata
A „JÓ TERVEZÉS” KÉT FOLYAMATA

SPECIFIKÁCIÓ

ÉS

SZINTÉZIS

VAGY

SPECIFIKÁCIÓ, TERVEZÉS(KÉZI)

ÉS

VERIFIKÁCIÓ

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A r szint p t elemei
A R-szint építőelemei

1. REGISZTEREK

2. MULTIPLEXEREK

3. FUNKCIÓS-EGYSÉGEK

4. FSM (szinkron véges állapotú gép)

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A hls f l p sei
A HLS FŐ LÉPÉSEI

  • 1. ÜTEMEZÉS

  • 2. FU-ALLOKÁCIÓ

  • 3. R-ALLOKÁCIÓ

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Hls technik k
HLS-technikák

1. Gráfos-módszerek (CDFG)

2. Nyelvi transzformációk (VHDL)

3. Táblázatos módszerek

( target-állapot táblák)

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Data flow elvek a hls ben
Data-flow elvek a HLS-ben

  • A HW esemény-hajtott DATAFLOW természetű

  • Az algoritmusok DF megfogalmazásai előnyben

  • Hasznos az értékkövető DF

    (VALUE-TRACE)

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Az fsm szok sos llapotgr fja
Az FSM szokásos állapotgráfja

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Fsm strukt ra
FSM struktúra

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Egy egyszer szekvencia rt kk vet adatfolyam gr fja
Egy egyszerű szekvencia értékkövető adatfolyam gráfja

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Egy bonyolultabb vt dfg
Egy bonyolultabb VT-DFG

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Egy absztrakt hw specifik ci
Egy absztrakt HW specifikáció bonyolultabb VT-DFG

  • library work; use work.funclib.all;

  • entity syntex0 is

  • port( R : in bit;

  • S : in bit;

  • ph1, ph2 : in bit;

  • pa : in real := 0.0;

  • paa : out real := 0.0);

  • end syntex0;

  • architecture MOD0 of syntex0 is

  • begin

  • process

  • variable a : real := 0.0;

  • begin

  • wait until S = '1';

  • a := pa;

  • for i in 1 to 4 loop

  • a := a + 1.0;

  • end loop;

  • paa <= a;

  • end process;

  • end MOD0;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A vt dfb
A VT-DFB bonyolultabb VT-DFG

  • DP : block

  • begin

  • a0 <= pa;

  • a1 <= a0 + 1.0 when state = 1 else anyreal;

  • a2 <= a1 + 1.0 when state = 1 else anyreal;

  • a3 <= a2 + 1.0 when state = 1 else anyreal;

  • a4 <= a3 + 1.0 when state = 1 else anyreal;

  • paa <= a4;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Hls technik k1
HLS technikák bonyolultabb VT-DFG

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Target llapot t bl zatok szemantik ja nem regiszter t pus tranzakci k
TARGET-ÁLLAPOT TÁBLÁZATOK SZEMANTIKÁJA, bonyolultabb VT-DFGNEM-REGISZTER TÍPUSÚ TRANZAKCIÓK

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Regiszter t pus tranzakci k
REGISZTER-TÍPUSÚ TRANZAKCIÓK bonyolultabb VT-DFG

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A hls f l p sei1
A HLS FŐ LÉPÉSEI bonyolultabb VT-DFG

  • 1. ÜTEMEZÉS

  • 2. FU-ALLOKÁCIÓ

  • 3. R-ALLOKÁCIÓ

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Temez s hw korl tokkal
Ütemezés HW korlátokkal bonyolultabb VT-DFG

Az ütemezést a műveleti (funkciós) egységekre kimondott korlát alapján végezzük el. Ez azt jelenti, hogy az egységes VT-EDDFB-t annyi egymás után végrehajtandó részblokkra kell felbontani, amennyivel az bitosítható, hogy egy részblokkban az azonos funkciójú műveleti egységek száma nem haladja meg korlátot. Minden részblokk egy FSM állapot.

Példánkban egyetlen funkciós egység az INCREMENTER (összeadó) Tegyük fel, hogy csak egyet használhatunk fel. Ez azt jelenti, hogy egy aktív állapot helyett 4-re van szükség, és mindegyik megnyit illetve lezár egy al-blokkot.

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A hw korl tok szerinti temez s t bl zata
A HW korlátok szerinti ütemezés táblázata bonyolultabb VT-DFG

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Fu allok ci
FU-allokáció bonyolultabb VT-DFG

A funkciós egységeket hozzárendeljük az al-blokkokhoz. Ilyenkor a műveleti egységeket individualizáljuk, és szemantikájuknak megfelelően állapot-független tranzakciókként beültetjük azokat, új targetekkel, illetve bemeneti jelekkel. A funkciós egységek targetjeit minden olyan cellába beírjuk, ahol az adott művelet kifejezésként szerepelt. A bemenetek által kijelölt sorokba azokat a kifejezéseket kell a megfelelő állapot oszlopába beírni, amelyek az allokáció előtt a tranzakciók kifejezéseiben a megfelelő pozícióban voltak.

Példánkban az egyetlen összeadó targetjét t1-vel, bemenetét t2-vel jelöltük. A t1 sorába be kerül az állapot-független kifejezés, majd a t2 sorába az 1-4 állapotokba bekerül az a0-a3jelek neve, hiszen azok állottak a kifejezések megfelelő pozíciójában.

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Az fu allok ci ut ni t bl zat
Az FU allokáció utáni táblázat bonyolultabb VT-DFG

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


R allok ci
R-allokáció bonyolultabb VT-DFG

A regiszter-allokáció során először megállapítjuk a minimálisan szükséges regiszterek számát. Ezt a csillaggal jelölt targetek életciklusának páronkénti egybevetésével végezzük el. Két regiszter-típusú target akkor ábrázolható egy regiszterben, ha életciklusaik között nincs átfedés.

Példánkban az a1-a3 és az a2-a4 párok tagjai között nincs élet-ciklus átfedés, tehát két regiszter, az a1_a3 és az a2_a4 bevezetése allokálja a regisztereket. Az új regiszter típusú targetek soraiba azok bemeneteit írjuk, majd ezeknek az új targeteknek a soraival bővítjük a táblát. Ezek sorait pedig azok a kifejezések töltik meg, amelyek az összevonás előtti állapotban a megfelelő pozícióban szerepeltek.

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Az r allok ci ut ni t bla
Az R-allokáció utáni tábla bonyolultabb VT-DFG

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A t bla szerinti hw
A tábla szerinti HW bonyolultabb VT-DFG

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Regiszter szint szint zis p lda n gyzetgy kvon st v gz hw egys g specifik l s ra
Regiszter-szintű szintézis : Példa négyzetgyökvonást végző hw-egység specifikálására

program SQRT(x, e, y);

begin

read (x, e);

cy := Fi(x);

while d > e loop

ny := 0.5*(cy + x/cy);

d := abs(ny – cy);

cy := ny;

end loop;

y <= cy;

write y;

end SQRT;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Funkci s m veleti egys gek s sz mbeli korl taik
Funkciós (műveleti) egységek és számbeli korlátaik végző hw-egység specifikálására

- Négyzetgyök becslő LUT (1)

- Komparátor (2)

- Összevonó (2)

- Osztó-szorzó (1)

Megjegyzés: A szorzó-osztó egység foglalja el a legnagyobb szilícium-felületet

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


N gyzetgy k becsl
Négyzetgyök-becslő végző hw-egység specifikálására

  • function Fi(x : real) return real is

  • variable init : real := 0.0;

  • begin

  • if x < 0.00001 then init := 1.0;

  • elsif x >= 0.00001 and x < 0.0001 then init := 0.007;

  • elsif x >= 0.0001 and x < 0.001 then init := 0.022;

  • elsif x >= 0.001 and x < 0.01 then init := 0.07;

  • elsif x >= 0.01 and x < 0.1 then init := 0.22;

  • elsif x >= 0.1 and x < 1.0 then init := 0.7;

  • elsif x >= 1.0 and x < 10.0 then init := 2.2;

  • elsif x >= 10.0 and x < 100.0 then init := 7.0;

  • elsif x >= 100.0 and x < 1000.0 then init := 22.0;

  • elsif x >= 1000.0 and x < 10000.0 then init := 70.0;

  • elsif x >= 10000.0 and x < 100000.0 then init := 220.0;

  • elsif x > 100000.0 then init := 220.0 ;

  • end if;

  • return init;

  • end Fi;

y

return

Fi

x

x1

y <= Fi(x1) after 1 ns;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Kompar tor
Komparátor végző hw-egység specifikálására

  • function Cm(a: real; b: real) return bit is

  • variable v : bit;

  • begin

  • if a > b then v := '1' ;

  • else v := '0';

  • end if;

  • return v;

  • end Cm;

x1

a

Y

return

Cm

x2

b

Y <= Cm(x1, x2) after 1 ns

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Sszevon
Összevonó végző hw-egység specifikálására

  • function AS(as_contr: as_cont_type; a : real; b : real)return real is

  • variable v : real;

  • begin

  • if as_contr = add then

  • v := a + b;

  • elsif as_contr = sub then

  • v := a - b;

  • end if;

  • return v;

  • end AS;

return

c

as_contr

AS

a b

x1 x2

y <= AS(c, x1, x2) after 2 ns;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Szorz oszt
Szorzó-osztó végző hw-egység specifikálására

  • function MD(md_contr: md_cont_type; a : real; b : real) return real is

  • variable v : real;

  • begin

  • if md_contr = mult then

  • v := a * b;

  • elsif md_contr = div then

  • v := a/b;

  • end if;

  • return v;

  • end MD;

y

return

c

md_contr

MD

a b

x1 x2

y <= MD(c, x1,x2) after 12 ns

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Rt kk vet df blokkok 1 p lda
Értékkövető DF blokkok - 1.példa végző hw-egység specifikálására

SEQ2: begin

for i in 1 to 4 loop

a := a + 1;

end loop;

end;

ED-DFB2 : block

begin

a1 <= a0 + 1;

a2 <= a1 + 1;

a3 <= a2 + 1;

a4 <= a3 + 1;

end block;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Rt kk vet df blokkok 2 p lda
Értékkövető DF blokkok-2.példa végző hw-egység specifikálására

SEQ3 : begin

if e < 0 then a := b * c;

d := a + b;

elsif e = 0 then

a := b;

else

d := a;

end if;

end;

ED-DFB3 : block begin

a1 <= b0 * c0 when e0 < 0 else b0 when e0 = 0 else

a0;

d1 <= a1 + b0 when e0 < 0 else d0 when e0 = 0 else

a0;

end block;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A gy kvon egys g entit sa
A GYÖKVONÓ EGYSÉG ENTITÁSA végző hw-egység specifikálására

library work; use work.sqrtpack.all;

entity SQRT_UNIT is

port ( START : in bit;

READY : inout bit := '1';

RESET : in bit;

pe : in real := 0.0;

px : in real:= 0.0;

py : inout real := 0.0;

ph1, ph2 : in bit);

end SQRT_UNIT;

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Viselked si architekt ra architekt ra specifik ci
Viselkedési architektúra architektúra (SPECIFIKÁCIÓ) végző hw-egység specifikálására

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


A szintézis első lépése: az algoritmus felbontása értékkövető DF blokkokra, azaz egy FSM állapotaihoz való rendelés

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005

FSM gráf


Szab lyok az fsm llapotainak elk l n t s re
Szabályok az FSM állapotainak elkülönítésére értékkövető DF blokkokra, azaz egy FSM állapotaihoz való rendelés

1.

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Temez s scheduling fu korl tokkal
Ütemezés (scheduling) FU korlátokkal értékkövető DF blokkokra, azaz egy FSM állapotaihoz való rendelés

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Az fu allok ci r allok ci mp allok ci eredm nye
Az FU allokáció, R-allokáció, MP-allokáció értékkövető DF blokkokra, azaz egy FSM állapotaihoz való rendeléseredménye

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


Rendszer szint specifik ci s nyelvek
Rendszer szintű specifikációs nyelvek értékkövető DF blokkokra, azaz egy FSM állapotaihoz való rendelés

● SDL

● ECS

● LOTOS

● VHDL+VSPEC

● SystemC

Szintézis . . . . . . . . . . . . . . . Keresztes Péter, 2005


ad