1i7 (1i7) wrote,
1i7
1i7

Categories:

Аналоговые и цифровые интегральные схемы, 1985

В прошедший четверг я в компьютерном зале кафедры Прикладная Математика устанавливал программное обеспечение Altera Quartus II Web Edition Software , которое необходимо для работы с двумя платами ПЛИС (FPGA) Altera DE0-Nano и DE0, которые мне недавно прислал Юрий Панчул в дополнение к уже имеющейся ПЛИС Digilent Basys 2:




DE0-Nano


DE0

Quartus II - IDE для разработки, симуляции и синтеза проектов на HDL (Verilog) - по сути полный аналог программного обеспечения Xilinx ISE WebPack, но пришлось ставить его рядом с уже имеющимся Xilinx ISE, т.к. как выяснилось, что производители плат ПЛИС лочат своих пользователей не только на железо, но и на полный стек программного обеспечения - Xilinx ISE не сможет синтезировать прошивку для ПЛИС Altera (там даже другой формат файла прошивки - .sof) и тем более прошить ее на ПЛИС Altera, ну и наоборот - Quartus II не сможет синтезировать прошивку (bit-файл) для ПЛИС Xilinx и залить ее на плату Xilinx. К счастью, Quartus II также имеет родную Linux-версию и среда установилась, заработала и начала работать с имеющимися устройствами почти без проблем, а основные концепты написания кода на Verilog и синтеза прошивки для ПЛИС практически идентичны за исключением нескольких второстепенных нюансов в процессе синтеза.



Пока я проверял работоспособность платы DE0-Nano, ко мне подошел сотрудник кафедры Игорь Валерьевич Лапшин - ведущий электроник, и спросил, чем я таким интересным занят. Я сказал, что готовлюсь к очередной лабе с ПЛИС, чтобы показать нашим математикам-программистам основы электротехники. Он сразу подтвердил, что это дело хорошее и посетовал, что сейчас молодые программисты не знают даже что такое D-триггер. На что я сразу сказал, что RS-триггер, D-латч и D-триггер мы как раз делали неделю назад на предыдущей лабоработорной работе и даже сделали из 4х D-триггеров 4хбитный регистр памяти, который запоминает значение на ребре (изломе) синхронизирующего сигнала.

Потом я для демонстрации побыстрому синтезировал на плате Digilent Basys 2 простую программу на Verilog, которая соединяет светодиод и рычаг sw через пару булевых операций. Плате ПЛИС Игорь Валерьевич нисколько не удивился, рассказал, что они с ними постоянно имеют дело и рассказал, как они примерно устроены внутри из логических вентилей, а вот языки HDL в частности Verilog насколько я понял у нас не так сильно распространены - в качестве инструмента для работы используется например среда LabVIEW, программы в которой создаются на специальном графическом языке программирования, т.е. по сути рисуются мышкой как диаграммы наверное типа UML.

Мы еще немного разговорились - Игорь Валерьевич рассказал мне, как работает транзистор на примере конструкции из нескольких трубок с водой, пружины и специальной пробки:



После первой лабораторной работы, в которой транзистор использовался для построения логического элемента НЕ (NOT), мне было уже очень легко понять, зачем все это нужно. Поэтому я думаю, что выбранный принцип - сначала потрогать что-то руками, а уже потом понять, как это устроено, видимо в некоторых ситуациях действительно работает.

В ответ я рассказал, что недавно читал новость про то, как японские ученые построили компьютер из живых крабов - на самом деле они реализовали логические операции AND, OR и NOT, т.е. в первую очередь сделали почти тоже самое, чем мы занимались на первой лабораторной работе, только использовали крабов вместо диодов и транзистора.

Еще мы вспомнили про фотонный компьютер и Игорь Валерьевич рассказал мне про то, что для снятия значения одного бита 1/0 в модулях флеш-памяти используется n-p переход, на который действует магнитное поле заряженного проводника, помещенного внутрь диэлектрика.

Напоследок Игорь Валерьевич решил подарить мне книгу "Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы", 1985 г., редакция С.В. Якубовского. Как оказалось, книга вполне актуальна в рамках текущего курса, т.к. в ней описываются основные базовые понятия - в частности тот же RS-триггер и архитектура ЭВМ, при этом насколько мне показалось при беглом знакомстве, книга содержит некоторый уклон в сторону физики и даже в последнем разделе приводит методологию производства электронных приборов, т.е. например после прохождения текущего поверхностного курса, она при необходимости может оказаться хорошим следующим шагом в сторону углубления понимания этой области.

(замечание: в ЖЖ похоже окончательно доломали движок галереи - для увеличения можно кликнуть на картинку, а потом еще раз кликнуть на пустой белый прямоугольник с иконкой разорваной страницы)






Предисловие





Оглавление







Начало первой главы - терминология






Про устройство памяти - в частности про RS-триггер (будет подробно описано в уже проведенной лаборатоной работе 3.1)





Микропроцессоры и Микро-ЭВМ (лабораторная работа 4 -" однотактовый процессор на Verilog")





Микропроцессорный комплект серии КР580









Судя по всему что-то типа ассемблера для приведенных выше архитектур (будет затронуто в лабораторных работах 4 "однотактовый процессор на Verilog" и 5 "зачатки операционной системы"):





Микро ЭВМ






Нюансы производства (пока вне темы курса):







Список литературы








Полную версию можно скачать например здесь: http://www.radiobiblioteka.ru/content/view/899/42/
Tags: ПО, книги, плис, производство, процессоры, физика
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 10 comments