Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
Языки высокого уровня. Языки высокого уровня менее связаны с аппаратными
платформами и поэтому более универсальны. Среди них наиболее
распространены языки VHDL и Verilog. Эти языки, как и другие
алгоритмические языки высокого уровня, в принципе позволяют описать любой
алгоритм в последовательной форме, т. е. через последовательность
операторов присвоения и принятия решений. Основное их отличие - в
способности отражать также и параллельно исполняемые в аппаратуре
действия, представляемые отдельными параллельно выполняемыми процессами с
общим инициализирующим воздействием. Этап З.Описание работы управляющего
автомата (УА)
На этом этапе определяется функционирование УА, обеспечивающее требуемое
взаимодействие элементов ОБ. Следует подчеркнуть, что два последних этапа
сильно взаимосвязаны и, если не разрабатываются параллельно, то обычно
выполняются итерационно.
Формы и средства описания автомата разнообразны. Современная тенденция
состоит в переходе от записи логических выражений, ограниченных правилами
ТЗ, к графической форме. Описание в виде граф-схемы переходов (диаграммы
состояний) становится одним из самых распространенных вариантов задания
автоматов (в английской терминологии - State Machine). Графические
редакторы для создания автоматов включаются в состав средств задания
исходных проектов современных САПР (например, в САПР Foundation фирмы
"Xilinx" разработки фирмы "Aldec").
Редакторы разных фирм-производителей СБИС ПЛ имеют особенности, но для
всех них характерны исключительная простота, естественность и
дружественность интерфейса с пользователем, а также отсутствие жесткой
необходимости знания выходного языка редактора. Наиболее совершенные
версии программ типа StateCAD Version 3.2 пакета Workview Office фирмы
"Viewlogic" обладают полным набором средств для выполнения всей проектной
процедуры разработки УА, позволяющих реализовать следующие операции:
• создавать граф переходов, включая наименование состояний, направления,
условия и приоритеты условий переходов, формируемые сигналы и способы их
образования;
• проверять корректность составленного графа переходов (повторение имен,
неоднозначность перехода, некорректность перехода и т. д.);
• компилировать проект (формировать выходной текстовый файл) в выбранном
языковом базисе;
• моделировать поведение автомата в интерактивном или компиляционном
режиме. Важное достоинство программы StateCAD Version 3.2 - возможность
широкого выбора форм представления результата (описания на языках
высокого уровня -VHDL и Verilog и на языках низкого уровня - ABEL, AHDL).
Заметим, что специфика продукции той или иной фирмы сказывается и на
языках высокого уровня, выражаясь прежде всего в отличиях в библиотеках,
требуемых для работы, и в сложности и вариантности допустимых
синтаксических конструкций для компиляторов. Конечные результаты
компиляции одной и той же исходной граф-схемы автомата или последующей
компиляции одной и той же программы с языка высокого уровня в загрузочный
файл микросхемы ПЛ, полученные от компиляторов разных фирм, могут
существенно различаться и иметь различную эффективность. Программа
StateCAD Version 3.2 пакета Workview Office удобна тем, что перед
трансляцией графа переходов нужно задать не только желательное языковое
представление (VHDL, AHDL, Verilog, ABEL и т. д.), но и фирменные
атрибуты, что позволяет оптимизировать запись автомата и избежать
применения синтаксических конструкций, недопустимых для компиляторов
соответствующих фирм.
Как уже отмечалось, при использовании графических редакторов от
пользователя не требуется обязательное владение выходным языком
редактора. Однако в определенных случаях такое владение исключительно
полезно. Полезность ориентации в языковых конструкциях проявляется,
например, в ситуациях, когда автомат должен быть минимизирован по тем или
иным параметрам, прежде всего по временным интервалам между форми-
869
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МПС
руемыми выходными сигналами, что может приводить к временным состязаниям
сигналов. Именно в этих случаях владение языком и искусство
проектировщика облегчают получение наилучших результатов.
Этап 4. Компиляция проекта
После составления проекта и всех его частей можно приступать к самому
ответственному этапу проектирования - компиляции проекта. Именно здесь
проявляются все скрытые ошибки и нестыковки. Компиляция разбивается на
ряд последовательных подэтапов: сборка базы данных проекта, контроль
соединений, логическая минимизация проекта, монтирование проекта в
заданную или выбранную схему, формирование загрузочного
(конфигурационного) файла и др.
На любом подэтапе могут возникать ошибки, требующие повторной компиляции
после их коррекции.
Результат компиляции - загрузочный файл, т. е. конфигурационная
информация для выбранной микросхемы ПЛ. Помимо этого обычно создается и
файл отчета, содержащий всю информацию как о процессе компиляции, так и о
его результатах. Имеется существенное различие для компиляционных
