Treinamento Altera
Introdução
Macnica DHW
André Castelan Prado
Sobre o instrutor
• Engenheiro de computação com experiência em FPGA na
indústria;
• Consultor da Macnica DHW para treinam...
Macnica DHW
• DHW Engenharia e Representação;
• Desenvolvimento de projetos (hardware e software);
• Treinamentos e consul...
Durante o treinamento
• Pergunte...
• Expresse seu ponto de vista...
• Troque experiências...
• Ajude...
• Participe!!!!!!
Breve introdução
• O desenvolvimento e produção de sistemas digitais é um
processo complexo e envolve muitas etapas e pess...
Evolução da complexidade
• Nos ultimos 40 anos o número de transistores em um chip cresceu
de forma exponêncial, hoje temo...
http://www.emeraldinsight.com/
Sistemas digitais
Circuitos integrados
Representação
Tecnologias Existentes
• Lógica padrão;
• CIs com pequenas função especificas como portas AND, OR e etc;
• TTL 74xx, CMOS ...
Árvore das tecnologias
Application Specific Integrated
Circuit
• Standard Cell ASIC
• O circuito é construido a partir de componentes lógicos pré...
Lógica padrão TTL
• Transistor-Transistor Logic é uma classe de circuitos digitais
construidos a partir de transistores e ...
Projetando com TTL
Tabela verdade
Mapa de Karnaugh
Soma de produtos
Lógica programável - FPGA
Lógica programável
• Os blocos lógicos são agrupados em uma matriz
bidimensional, e os fios de interconexão são organizado...
Comparativo
• As tecnologias podem ser comparadas em 5 aspectos
fundamentais:
• Área
• Desempenho
• Custo
• Consumo
• Time...
Design tradicional
Com FPGA
Onde se usa FPGA?
Vantagens de lógica prográmavel
• Menos dispositivos (apenas um FPGA ou CPLD)
• Menos placa
• Menor custo
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• Lembrando – Linguagens de Descrição de hardware NÃO É
SOFTWARE!
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Slides do treinamento Altera - Introdução a FPGA

  1. 1. Treinamento Altera Introdução Macnica DHW André Castelan Prado
  2. 2. Sobre o instrutor • Engenheiro de computação com experiência em FPGA na indústria; • Consultor da Macnica DHW para treinamentos • Editor e colunista no portal Embarcados • http://www.embarcados.com.br
  3. 3. Macnica DHW • DHW Engenharia e Representação; • Desenvolvimento de projetos (hardware e software); • Treinamentos e consultoria; • Adquirida pela Macnica Inc em 2012 – Multinacional Japonesa com 34 escritórios na Ásia, Europa e Américas que atua na distribuição de semicondutores. • Macnica DHW - Baseada em Florianópolis com presença em São Paulo e Porto Alegre; • Gestora do Programa Universitário Altera e Centro Oficial de Treinamento Altera na América do Sul; • Distribui os seguintes fabricantes: • Altera, Maxim, Silicon Labs, iWatt, Greenliant, Bittware, Leopard, ORTUSTECH, Aptina, terasIC.
  4. 4. Durante o treinamento • Pergunte... • Expresse seu ponto de vista... • Troque experiências... • Ajude... • Participe!!!!!!
  5. 5. Breve introdução • O desenvolvimento e produção de sistemas digitais é um processo complexo e envolve muitas etapas e pessoas; • O projeto e a síntese no nível RTL (Register-Transfer-Level), foco deste treinamento, é só uma destas etapas; • Para entendermos melhor o papel da sintese do circuito e da descrição de hardware (VHDL), vamos dar uma visão geral do processo de desenvolvimento de sistemas digitais.
  6. 6. Evolução da complexidade • Nos ultimos 40 anos o número de transistores em um chip cresceu de forma exponêncial, hoje temos centenas de milhões de transistors em um único chip; • Com as aplicações ficando maiores e mais complexas a tarefa de projetar um sistema digital ficou mais dificil, a melhor forma de de lidar com esta complexidade é olhar o circuito em um nível maior de abstração e utilizar um software para derivar a implementação baixo-nível. Porém esta implementação depende da qualidade da descrição do circuito; • O software não transforma escolhas ruins de projeto em escolhas boas
  7. 7. http://www.emeraldinsight.com/
  8. 8. Sistemas digitais
  9. 9. Circuitos integrados
  10. 10. Representação
  11. 11. Tecnologias Existentes • Lógica padrão; • CIs com pequenas função especificas como portas AND, OR e etc; • TTL 74xx, CMOS 4xxx. • ASIC; • Application Specific Integrated Circuit é um circuito integrado (CI) construído para executar uma tarefa específica. • PLD (programmable logic device); • Arranjo de células lógicas genericas e uma estrutura de interconexão, apesar de serem pré-fabricadas elas são programaveis.
  12. 12. Árvore das tecnologias
  13. 13. Application Specific Integrated Circuit • Standard Cell ASIC • O circuito é construido a partir de componentes lógicos pré- definidos, conhecidos como células padrão, exemplos de célula padrão: somadores, mux e etc. • Full Custom ASIC • O circuito é completamente polido para uma aplicação em específico, temos total controle dos componentes, é possível otimiza-lo em nível de transistor. Temos o melhor resultado de desempenho e área mas é muito complexo, normalmente utilizado para fazer os blocos dos ASICs descritos acima.
  14. 14. Lógica padrão TTL • Transistor-Transistor Logic é uma classe de circuitos digitais construidos a partir de transistores e resistores. • Apareceu no mercado por volta de 1964 • Cada circuito integrado (CI) possuia funções lógicas distintas, tais como: • XOR, NAND, AND, OR, NOT e etc. • Familia 74xx da Texas virou padrão de mercado • 7402: Quatro portas NOR de duas entradas • 7404: Seis inversores (porta NOT) • 7408: Quatro portas AND de duas entradas • 7410: Três portas NAND de três entradas
  15. 15. Projetando com TTL Tabela verdade Mapa de Karnaugh Soma de produtos
  16. 16. Lógica programável - FPGA
  17. 17. Lógica programável • Os blocos lógicos são agrupados em uma matriz bidimensional, e os fios de interconexão são organizados como canais de roteamento horizontais e verticais entre as linhas e colunas do bloco lógico; • Os canais de roteamento contém fios e switches programáveis que permitem que os blocos lógicos se conectem de várias formas diferentes.
  18. 18. Comparativo • As tecnologias podem ser comparadas em 5 aspectos fundamentais: • Área • Desempenho • Custo • Consumo • Time to market
  19. 19. Design tradicional
  20. 20. Com FPGA
  21. 21. Onde se usa FPGA?
  22. 22. Vantagens de lógica prográmavel • Menos dispositivos (apenas um FPGA ou CPLD) • Menos placa • Menor custo • Economia de energia • Mais simples de testar e debuggar • Segurança do design, previne engenharia reversa • Flexibilidade no design • Ferramentas automaticas simplificam e consolidam o fluxo do projeto • Reprogramação após estar no cliente
  23. 23. Dúvidas? • Lembrando – Linguagens de Descrição de hardware NÃO É SOFTWARE! • Descrição de circuitos digitais • Vamos ao que interessa – Introduction to VHDL! • Contato: andre.castelan@embarcados.com.br

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