Tìm hiểu lập trình epga trên công cụ Quaztus Lưu Thị Phương Thảo



tải về 13.17 Kb.
Chuyển đổi dữ liệu30.08.2016
Kích13.17 Kb.
Tìm hiểu lập trình EPGA trên công cụ Quaztus

Lưu Thị Phương Thảo

Khóa QH-2007-I/CQ , ngành Công nghệ thông tin

Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp:

Hiện nay, hệ thống nhúng ngày càng phát triển, ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống, từ những đồ dùng đơn giản gần gũi với con người như điện thoại, vô tuyến, tủ lạnh, máy giặt…hay những thiết bị cơ giới như xe hơi, máy bay, tàu hỏa cho đến những ứng dụng phức tạp như các hệ thống vệ tinh, hàng không vũ trụ…

Để để đạt được những thành tựu như thế, ngay từ khi lần đầu xuất hiện vào năm 1960 đến nay, lập trình nhúng đã trải qua cả một giai đoạn phát triển dài về công nghệ từ những ứng dụng đầu tiên sử dụng bóng bán dẫn cho tới kỹ thuật mạch tích hợp làm nâng cao tốc độ chip xử lý lên nhiều lần đồng thời giúp người thiết kế thực hiện được nhiều tính năng logic và các sản phẩm tạo ra có độ chính xác cao mà công nghệ trước đó khó có thể đạt được.

Trong giai đoạn đầu của công nghệ vi mạch, người ta đã sử dụng các thiết bị logic lập trình được PLD (programmable logic device) để xây dựng các hệ thống mạch số có thể tái cấu hình được thay vì sử dụng các chức năng logic cố định, một trong những thiết bị PLD đầu tiên ký hiệu là là XC157 được Motorola đưa ra vào năm 1969 nhưng số lượng cổng logic rất ít nên chức năng cấu hình của chúng rất hạn chế. Vào đầu những năm 1980, công nghệ chế tạo mạch tích hợp chuyên dụng ASIC bùng nổ, hiệu xuất hoạt động của các thiết bị sử dụng các con chip ASIC là rất lớn, do đó số lượng các sản phẩm tạo ra từ ASIC rất nhiều đem lại những lợi nhuận lớn trong công nghệ lập trình nhúng khi đó. Nhưng bên cạnh đó, các thiết kế sử dụng ASIC cũng mang lại nhiều rủi ro. Số lượng các cổng logic logic trên một con chip ASIC là rất nghèo nàn nên có thể nói ASIC không phải là một thiết bị logic lập trình được. Khi đó, để chế tạo ra một con chip sử dụng công nghệ ASIC, người ta chỉ có thể thực hiện các giai đoạn thiết kế bằng những ngôn ngữ mô tả phần cứng rồi mô phỏng, tổng hợp, định thời cho toàn bộ thiết kế bằng phần mềm mô phỏng, còn việc nạp và kiểm tra thiết kế sang thiết phải thực hiện hoàn toàn trên môi trường thực, khi đó nếu thiết kế bị sai không như mong muốn thì coi như toàn bị con chip đó không thể dùng được nữa và công việc thiết kế lại phải bắt đầu lại từ đầu. Điều này không những gây nhiều rủi ro, khó khăn về kinh tế mà còn gây nhiều trở ngại trong lĩnh vực nghiên cứu. Khi đó, FPGA là một trong những giải pháp khắc phục những vấn đề mà ASIC hay những thiết bị logic cố định không thể đạt được.



Cũng là một dạng thiết bị logic lập trình được như PAL hay CPLD, nhưng FPGA thể hiện sự ưu việt hơn ở chỗ nó có thể tái cấu hình và sử dụng nhiều lần, người sử dụng có thể lập trình được nhiều chức năng trên một chip. So với CPLD chỉ chứa vài trăm tới vài chục nghìn cổng logic thì FPGA có thể chứa tới hàng trăm nghìn cổng logic, các khối logic của nó có kích thước rất nhỏ và mật độ cao, do đó khả năng tái cấu hình của FPGA rất mạnh. Do đó với những ứng dụng vừa và nhỏ, người ta thường chế tạo các vi xử lý sử dụng công nghệ FPGA, không những giúp giảm thời gian chế tạo mà còn hạ giá thành. Cũng nhờ đặc tính này mà FPGA cũng được sử dụng trong những ứng dụng lớn, khi đó nó được coi như là môi trường thiết kế và mô phỏng . Chẳng hạn như việc sản xuất một chiếc xe máy với hàng chục vi xử lý, mỗi một xử lý là một con chip được thiết kế với một chức năng cố định như chip điều khiển tốc độ, chip điều khiển đèn tín hiệu, chip cảm biến…Người ta sẽ sử dụng FPGA để thiết kế và mô phỏng các con chip này trước khi đem sản xuất hàng loạt để tích hợp vào toàn hệ thống.

Do nhiều tính năng vượt trội của công nghệ sản xuất vi mạch mà FPGA thể hiện được trong lĩnh vực lập trình nhúng, trong khóa luận này, em xin trình bày những nghiên cứu của mình về công nghệ FPGA và ứng dụng demo thực hiện một chương trình nhỏ trên thiết bị này.




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương