Orsys

VHDL, conception pour cible FPGA

Par Orsys

Objectifs

  • Appréhender le langage VHDL et ses multiples possibilités
  • Connaître la syntaxe et les constructions essentielles utilisées pour le design FPGA
  • Produire du code VHDL de qualité conforme aux contraintes liées à la synthèse de FPGA
  • Simuler fonctionnellement un design en lui appliquant des stimuli via l'écriture d'un test bench simple

Programme

Qu'est-ce que le VHDL ?

  • Signification de l'acronyme et caractéristiques du VHDL.
  • Historique du langage et domaines d'applications.
  • Domaines d'applications et description d'un système.
  • Avantages/inconvénients du langage.
  • Les autres langages HDL.
  • Comparaison VHDL/Verilog.

VHDL dans le flot de conception

  • Etapes de conception d'un circuit.
  • Un langage commun : le VHDL.
  • Simulation fonctionnelle.
  • Du langage au circuit : la synthèse.
  • Portabilité multifondeur.
  • Du circuit au langage : la rétroannotation.

Hiérarchie et fonctionnalité

  • Deux visions complémentaires.
  • Exemple de construction hiérarchique d'un additionneur.

Les bases du langage

  • Structure d'un fichier VHDL.
  • Instructions concurrentes.
  • Instructions séquentielles.
  • Mémento : exemple de codage combinatoire et séquentiel.
  • Sous-programmes : fonctions et procédures.
  • Erreurs fréquentes et structure d'un test bench.

Travaux pratiques
Utilisation de l'élément additionneur 4 bits (décodeur 7 segments, compteur BCD 1 digit, rotation de l'affichage, gestion des 4 afficheurs).

Comment décrire le circuit ?

  • Unité de conception : entité, architecture.
  • Les 3 niveaux de descriptions (comportemental, flot de données, structurel).
  • Les opérateurs combinatoires et séquentiels.
  • Les conversions de type.
  • Décrire des machines d‘états synchrones.
  • Décrire des architectures et structurer le circuit.

Travaux pratiques
Codage et simulation : additionneur 4 bits, décodeur 7 segments, compteur BCD 1 digit, rotation de l'affichage, gestion des 4 afficheurs.

Comment tester son fonctionnement ?

  • Structure du banc de test.
  • Tests unitaires et test global.

Travaux pratiques
Codage et simulation d'une application.

Test sur carte dévaluation

  • Présentation de la carte d'évaluation.
  • Placement routage et test sur carte d'évaluation.

Travaux pratiques
Réalisation d'un test sur carte d'évaluation.

Complément du langage

  • Types de classe (types scalaires et structurés, types composites).
  • Les attributs.

Pédagogie

Visualiser à travers différents exemples les concepts du VHDL et dérouler un design flow de l'écriture de code aux placements routage.

Qu'est-ce que le VHDL ?

  • Signification de l'acronyme et caractéristiques du VHDL.
  • Historique du langage et domaines d'applications.
  • Domaines d'applications et description d'un système.
  • Avantages/inconvénients du langage.
  • Les autres langages HDL.
  • Comparaison VHDL/Verilog.

VHDL dans le flot de conception

  • Etapes de conception d'un circuit.
  • Un langage commun : le VHDL.
  • Simulation fonctionnelle.
  • Du langage au circuit : la synthèse.
  • Portabilité multifondeur.
  • Du circuit au langage : la rétroannotation.

Hiérarchie et fonctionnalité

  • Deux visions complémentaires.
  • Exemple de construction hiérarchique d'un additionneur.

Les bases du langage

  • Structure d'un fichier VHDL.
  • Instructions concurrentes.
  • Instructions séquentielles.
  • Mémento : exemple de codage combinatoire et séquentiel.
  • Sous-programmes : fonctions et procédures.
  • Erreurs fréquentes et structure d'un test bench.

Travaux pratiques
Utilisation de l'élément additionneur 4 bits (décodeur 7 segments, compteur BCD 1 digit, rotation de l'affichage, gestion des 4 afficheurs).

Comment décrire le circuit ?

  • Unité de conception : entité, architecture.
  • Les 3 niveaux de descriptions (comportemental, flot de données, structurel).
  • Les opérateurs combinatoires et séquentiels.
  • Les conversions de type.
  • Décrire des machines d‘états synchrones.
  • Décrire des architectures et structurer le circuit.

Travaux pratiques
Codage et simulation : additionneur 4 bits, décodeur 7 segments, compteur BCD 1 digit, rotation de l'affichage, gestion des 4 afficheurs.

Comment tester son fonctionnement ?

  • Structure du banc de test.
  • Tests unitaires et test global.

Travaux pratiques
Codage et simulation d'une application.

Test sur carte dévaluation

  • Présentation de la carte d'évaluation.
  • Placement routage et test sur carte d'évaluation.

Travaux pratiques
Réalisation d'un test sur carte d'évaluation.

Complément du langage

  • Types de classe (types scalaires et structurés, types composites).
  • Les attributs.

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