Первое знакомство с ПЛИС.

[dlinyj]

ПЛИС (программируемая логическая интегральная схема) - это самое лучше, что могли изобрести на логике. Лучше всего про плис скажут на ВИКИПЕДИИ . Итак, ещё на прошлом СС я прзнакомился с культовой личностью - со SVO, который тогда сделал игру Понг на ПЛИС Тогда я ему намекнул, что хотел бы их изучать, но тогда так и не дошли руки. Год спустя, на этом СС SVO, как справедливо заметил f_andrey в коментах, сделал ещё эмулятор компьютера "Вектор-06Ц" http://code.google.com/p/vector06cc/. В этот раз я уже более конкретно сказал, что мне нехватает хорошего учителя, и мы уже более плотно обменялись контактами, и он мне прислал платку:

Чудо платка, с Altera MAX II (извиняюсь, за качество фотки)

Подробнее про платку можно поглядеть на официальном сайте: http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=English&CategoryNo=39&No=215 (там и фотка лучшего качества). У платки есть только один недостаток - количество перепрошивок ограничено 100 (!!!!!) штуками. Это ОоооооооООооочень мало!!! (Даже я, который мало программирует, умудрился израсходовать ресурс EEPROM за день отладки, с 1000 циклами перезаписи!). В общем, сегодня интерактивно, по скайпу обучался программированию ПЛИС! В результате написали на VHDL простейший бегущий огонь:

Видео бегущего огонька


module new_very_log (CLOCK_50, KEY, LED);
input CLOCK_50;
input [3:0] KEY;
output reg [7:0] LED; //регистр светодиодов
reg [24:0] divctr; //регистр счётчик на 24 бит
wire reset_n = KEY[0];
wire led_ce = divctr[23:0] == 0;// Принимает значение истина, в остальное время ложь

always @(posedge CLOCK_50) begin
divctr <= divctr + 1'b1;
end

always @(posedge CLOCK_50) begin
if (~reset_n)
LED <= 'b1;
else
if (led_ce) LED <= {LED[0], LED[7:1]};//Крутим битик, циклически по кругу.
end

endmodule

Изящно, неправда ли? На асме было бы значительно больше.


Самый смак ПЛИС, который вводит меня в благовенный трепет, и полностью рушит мозг у обычных программистов, это то, что всё исполняется ОДНОВРЕМЕННО!!!! Вот где максимальный реализм, и многопоточность обработки данных. А вы говорите много ядер, контроллеры с большей частотой. ПЛИС спасёт мир :).

З.Ы. Ютуб тупорылая овца, гугл видео - быстро и просто. Перелил.

Comments

[f-andrey.livejournal.com]

:) Все новое хорошо забытое старое.
как же ты на ЦЦ просмотрел вот это чудо http://code.google.com/p/vector06cc/
а по поводу ресурса ну есть же наверное эмуляторы, зачем же железо так мучать.

[dlinyj.livejournal.com]

Коллега, вы либо не очень внимательноь читаете мой ЖЖ, либо данный пост :). Это делал как раз SVO, которого я и попросил меня научить ПЛИС. А сам вектор я пытался завесить, сделав ему на паскале переполнение памяти, но после двух часов войны с наикривейшим компилятором, я сдался. А асм ковырять было лень. К слову сказать, у меня сейчас на рабочем столе скриншот как раз вектор, нарисованный в 3-де графике :)

[dlinyj.livejournal.com]

Я об этом писал, когда делал журнал-репорт с СС.

[f-andrey.livejournal.com]

А ну это ночь внимание рассеяно, а в посте сей девайс не упомянут вот я и удивился :)

[dlinyj.livejournal.com]

Ну ты упомянул в коментах. Девайс мировой, без сомнения. Но я понял, что и его возможно сделать!

[dnovikoff.livejournal.com]

Программист, коему параллелизм рушит мозг - это не программист, а галимый быдлокодер ;)))
А ПЛИС - штука очень клёвая, да. У меня есть давняя затея сделать на каком-нибудь Xilinx'е процессор Alpha EV7z =)

[mlen.livejournal.com]

оо поздравляю -)
но это еще не взрыв мозга

взрыв мозга это когда одну и ту же функцию можно описать разными стилями программирования, причем в одном случае все будет и моделироваться и синтезироваться, а в другом случае будет моделироваться но не будет синтезироваться -)

[dlinyj.livejournal.com]

Рушит мозг не паралелизм. А то что все комманды исполняются одновременно. Вот всё что у меня введено, делается сразу.

[dlinyj.livejournal.com]

Я так понимаю ты говоришь о полиморфизме?

[mlen.livejournal.com]

я говорю о синтезируемости -)

[dlinyj.livejournal.com]

Поясни что ты имеешь в виду.

[technobastard.livejournal.com]

ПЛИС конечно штука хорошая, но есть и минусы. Как ты уже упомянул малое количество перезаписей, низкая частота, большая площадь, электропотребление сэмулированной на ПЛИС микрухи будет выше чем у самой микрухе. А так все оки.

Кстати, когда я работал в НИЦЭВТ, в соседней группе на сотнях ПЛИСин эмулировали какую-то хитровыебанную самостоятельно разработанную сеть. Так что если захочешь поработать в данном направлении - могу скинуть телевончик ;)

[dlinyj.livejournal.com]

Тут просто недостаток у платы. У нормальной макетки, за 200-300 баксов уже есть SRAM, куда заливается прошивка ПЛИС и она её от туда берёт, и ресурс ПЛИС ни чем не ограничен. Есть так же загрузчик с флеша. Чтобы где-то работать, надо для начала научится это делать. Ты мне предлагаешь бежать кросс, когда я только учусь ходить ;). Но всё равно спасибо!

[technobastard.livejournal.com]

Чувак, так там тебя и обучать готовы. Имеющихся у тебя знаний хватит чтобы тебя взяли. Я гарантирую это)

[dlinyj.livejournal.com]

С зарплатой в 6 000 рулей :D. Но я подумаю!

[mlen.livejournal.com]

ну допустим ты делаешь 256-битный сумматор по модулю 2
и хочется просто взять три шины (две на вход и одну на выход) и прицепить к ним двухвходовые однобитные сумматоры в цикле, чтобы 256 раз не копировать одну и ту же HDL-конструкцию. Получится коротенький красивый HDL-код. Однако соберет ли в итоге синтезатор на плис 256 параллельный сумматор на базе этого кода? -)

[holybrake.livejournal.com]

6000 - это еще много =)))))))))))

[dnovikoff.livejournal.com]

Это и есть параллелизм.

[zyxman.livejournal.com]

Привет!

А я тоже некоторое время назад пытался изучать ПЛИС, сам, но проблема была что не нашел достаточно интересной и при этом доступной платы..

В результате пришел к выводу, что надо-бы сделать новую плату на ПЛИС и сейчас вижу 2 варианта:
1. На плате с FPGA (у которой прошивка не в флеше а в SRAM), будет однокристалка и SD слот, и однокристалка будет загружать прошивку в FPGA из файла на SD.
2. На плате с FPGA встроенный интерфейс byteblaster, аналогично на однокристалке и батарейка чтобы держать SRAM даже после отключения от компа.
Да, вероятно, эти две идеи можно объединить в одну (взять, например, софтверный avrusb) и плюс добавить компрессию прошивок.
- Должно получиться просто и недорого.

З.Ы. Ютуб, по-моему давненько принадлежит гуглу :)

[dlinyj.livejournal.com]

Вот, это было бы очень хорошо. Я тоже думаю сделать такую плдату. Кстати, СРАМ нашёл хорошую, и недорогую. Правда надо реализовать протокол прошивки. Можно кстати посмотреть, наверняка кто-то делал аналогичное. Можем вместе занятся. Я нашёл хорошую плату, правда стоит 6 тыщ.

Да, но гугловские ролики и ютубовские имеюти разный код обработки, и как показывает практика, гугл менее глючен.

[zyxman.livejournal.com]

Давай в самом деле займемся вместе. Я правда не знаю пока как именно будем работать - у меня летом сломался ноут, где винда, а комп на замену все никак не соберу, а на рабочем тазике у меня сейчас фря :)

СРАМ это хорошо, я если честно сразу не думал цеплять оную, но если легкодоступная и недорогая, лишней не будет явно.
Полных аналогов я не видел - обычно никто не ставит на одной плате FPGA и простой микроконтроллер, потому что FPGA сама может замечательно выполнять функции микроконтроллера, конечно когда загружена прошивка, и получается избыточно, а платы с более мощными процессорами, уровня ARM, просто в принципе сложно сделать дешевыми, и плюс, то есть минус, маленький нюанс, что микроконтроллер загружает программу в FPGA довольно медленно - где-то встречал цифру порядка 2 секунды на чуть больше мегабита самого младшего циклона-2.
Мне нравится идея с заливкой прошивки с помощью микроконтроллера, тем что это дешевле специальных флешей для прошивок и при этом универсальнее, например в микроконтроллерах есть АЦП, таймеры, вачдоги и на нем можно реализовать много полезного, не занимая ресурс FPGA.

Да, естественно, есть прошивки и библиотеки для микроконтроллеров, реализующие работу с SD, также есть реализации JTAG интерфейса и byteblaster, но чтобы все в одном устройстве - не встречал.

Готовую плату брать не хотелось-бы, поскольку моя идея именно посмотреть чего есть сейчас на рынке и попытаться скомпилировать как можно доступнее, плюс хотелось-бы чтобы можно было изготовлять плату по технологии ЛУТ, чтобы могло присоединиться больше желающих.