Назначение и возможности SOPC Builder

Инструментальные средства проектирования и отладки систем на программируемых

Кристаллах компании Altera

Назначение и возможности SOPC Builder

SOPC Builder является программным приложением, входящим в состав системы автоматизированного проектирования Quartus II[5]. SOPC Builder представляет собой мощный инструмент, предназначенный для проектирования процессорных систем, реализуемых внутри кристаллов FPGA, производимых компанией Altera. Основой таких систем является процессор NIOS II, представленный в 4 части настоящего учебного пособия.

Традиционное проектирование систем на кристалле заключается в создании описания составных компонентов системы с использованием языков HDL (Hardware Description Language), а также модуля верхнего уровня, интегрирующего в себе все компоненты системы [2]. Для выполнения этой работы требуются проектировщики, обладающие высокой квалификацией, знающие языки HDL и имеющие достаточный опыт работы в этой области.

SOPC Builderавтоматизирует процесс проектирования аппаратных средств системы[6]. Задача проектирования сводится к выбору необходимых компонентов системы из обширной библиотеки и настройки их параметров. Системные компоненты представляют собой IP (Intellectual Properties) ядра, разработанные компанией Altera, а также компаниями партнерами. Ядра написаны на языках HDL и являются параметризируемыми модулями. Причем настройка этих модулей выполняется пользователем в интерактивном режиме. Также допускается использование модулей, разработанных самим пользователем.

Таким образом, SOPC Builderчерез свой графический интерфейс дает пользователю возможность выбрать необходимые аппаратные компоненты создаваемой процессорной системы, настроить их параметры, после чего он выполняет внутренние соединения в системе, а при необходимости создает и внешние выводы. По сравнению с традиционными методами проектирования синтез завершенных систем на программируемом кристалле FPGA осуществляется за гораздо меньшее время. Он может быть выполнен даже пользователями, не знакомыми с языками описания аппаратуры.

Результатом работы SOPC Builder являются следующие файлы:

· HDL файлы описания каждого компонента системы, а также один файл описания системы на верхнем уровне иерархии;

· Файл Synopsis Design Constraint(.sdc), содержащий набор команд на языке задания временных ограничений и предназначенный для проведения последующего временного анализа проекта;

· Символьный файл (.bsf), содержащий условное графическое обозначение созданной системы и предназначенный для использования системы в проектах Quartus II;

· Файл с шаблоном вставки сгенерированной процессорной системы на языке VHDL в другие проекты;

· Спецификация процессорной системы в формате html, содержащая: внешние выводы системы, карту памяти и параметры каждого компонента процессорной системы;

· Функциональный тест для созданной системы и проектные файлы для приложения ModelSim, рекомендуемого в настоящее время компанией Altera для проведения функционального и временного моделирования проектов;

· Информационный SOPC файл (.sopcinfo), описывающий все компоненты системы, их соединения и параметры, и предназначенный для использования инструментами разработки программного обеспечения, в частности, при проектировании программных драйверов для устройств ввода/вывода SOPC системы;

· Quartus II IP файл (.qip), содержащий ссылки на все сгенерированные файлы, необходимые для САПР Quartus II.

После генерации системы, она становится доступна в проекте Quartus II для дальнейшей работы. Так, например, к процессорной системе могут быть подключены дополнительные устройства ввода/вывода и создан файл прошивки кристалла FPGA, как это описано в учебном пособии [5].

Приведенные в настоящем пособии экранные формы получены при использовании 11.0 версии SOPC Builder. В других случаях они могут несколько отличаться от приведенных.