Valutazione del tool PlanAhead per la realizzazione di architetture riconfigurabili

1. Valutazione del tool PlanAhead per larealizzazione di architetture riconfigurabili Chiara Fornoni: chiara.fornoni@dresd.org Relatore: Francesco Bruschi Correlatore: Marco Domenico Santambrogio

2. Indice • Motivazioni ed Obiettivi • Descrizione di un’Architettura Gerarchica e Riconfigurabile • Evoluzione del flusso per la realizzazione di Architetture • Planahead: File di input ed output • Esempio: • Flusso PlanAhead per la generazione dell’Architettura Riconfigurabile di un controller VGA • Configurazione e riconfigurazione di un controller VGA su un dispositivo FPGA Virtex-4 • Conclusioni

3. Motivazioni ed Obiettivi Motivazioni: • Esistono altri metodi per generare file di configurazione ma sfruttano più programmi ed interrompono il flusso • PlanAhead offre: • Un ambiente unico e più completo per la generazione di questo tipo di file • Più funzioni e più controlli (sintassi e vincoli) rispetto agli altri metodi • Possibilità di effettuare statistiche sul lavoro realizzato Obiettivi: • Analizzare il funzionamento del software PlanAhead ed alcune delle funzioni offerte • Testare configurazione e riconfigurzione di tre versioni di un controller VGA, realizzate con l’ausilio di PlanAhead, su un dispositivo FPGA Virtex-4

4. Descrizione di un’Architettura Gerarchica e Riconfigurabile TOP REC MODULE STATIC Gk SLOW FAST MEDIUM Gnm GERARCHIA Le Architetture possono essere caratterizzate da: • Gerarchia • Orientamento alla riconfigurabilità Parziale RICONFIGURABILITÀ Architettura Gerarchica e Riconfigurabile Livello 1 F Livello 2 F1 Fk Fn … … … … Livello 3 F11 … Fn1 Fnm

5. Evoluzione del flusso per la realizzazione di Architetture HDL HDL HDL SINTESI SINTESI SINTESI IMPLEMENTAZIONE IMPLEMENTAZIONE IMPLEMENTAZIONE TRANSLATE TRANSLATE TRANSLATE MAP MAP MAP PAR PAR PAR GENERAZIONE BITSTREAM GENERAZIONE BITSTREAM GENERAZIONE BITSTREAM Gerarchia ISE Riconfigurabilità PLANAHEAD

6. PlanAhead: File di input ed output NETLIST PlanAhead BITSTREAM UCF Netlist (.ngc): File che rappresentano la struttura dell’architettura UCF – User Constraint File (.ucf): File di vincoli (temporali e/o spaziali ) Inserimento all’interno dell’architettura di: Modulo Statico Modulo Riconfigurabile Bus Macro Bitstream (.bit): File di configurazione del dispositivo FPGA

7. Esempio: Flusso PlanAhead per la generazione dell’Architettura Riconfigurabile di un controller VGA NETLIST UCF HDL FLOORPLAN SINTESI DRC ESPORTAZIONE NETLIST BUDGETING GENERAZIONE BITSTREAM IMPLEMENTAZIONE MODULO STATCO IMPLEMENTAZIONE MODULO RICONFIGURABILE • 3 versioni del controller VGA: • SLOW • MEDIUM • FAST ASSEMBLY BITSTREAM TRASERIMENTO BITSTREAM SU FPGA

8. Esempio: configurazione e riconfigurazione di un controller VGA su un dispositivo FPGA Virtex-4 FAST SLOW FPGA Virtex-4 MODULI RICONFIGURABILI MEDIUM RISULTATI Led lampeggiante, presente sul dispositivo, evidenzia la tipologia di modulo riconfigurabile utilizzata Schermata video non visualizza perdite di sincronia

9. Conclusioni Vantaggi nell’utilizzo del software PlanAhead: • Compilazione e DRC più veloce • Riuso componenti (top, statici, riconfigurabili) • Infiniti moduli riconfigurabili a partire da un’unica matrice • Tempi di sviluppo minori • Migliore gestione del flusso di progetto

10. Domande