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HDL 의 이해

HDL 의 이해. Lecture #3. HDL 의 이해 - 학습목표. 임베디드 시스템에서 하드웨어의 의미와 HDL 개요 소개 설계 검증 도구인 Quartus II 의 설치 및 사용 방법 소개. HDL 의 소개. VHDL 의 소개 – 강의 순서. What & Why HDL? HDL 의 종류 Definition of VHDL VHDL ’ s History Benefits of VHDL Design Automation 디지털 논리회로의 설계환경 변천 Design Flow.

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HDL 의 이해

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Presentation Transcript

  1. HDL의 이해 Lecture #3

  2. HDL의 이해 - 학습목표 • 임베디드 시스템에서 하드웨어의 의미와 HDL 개요 소개 • 설계 검증 도구인 Quartus II의 설치 및 사용 방법 소개 모바일컴퓨터특강

  3. HDL의 소개

  4. VHDL 의 소개 –강의 순서 • What & Why HDL? • HDL의 종류 • Definition of VHDL • VHDL’s History • Benefits of VHDL • Design Automation • 디지털 논리회로의 설계환경 변천 • Design Flow 모바일컴퓨터특강

  5. What & Why HDL? • Hardware Description Language(HDL) • A software programming language used to model the intended operation of a piece of hardware • Why HDL? • Text-based design rather than Schematic design • ASIC complexity increase • faster time-to-market • Simulation • Logic Synthesis • Documentation 모바일컴퓨터특강

  6. HDL을 이용한 HW설계와 기존 SW programming과의 비교 모바일컴퓨터특강

  7. HDL의 종류 모바일컴퓨터특강

  8. Definition of VHDL • VHDL is an international IEEE standard specification language for describing digital hardware used by industry worldwide. • VHDL is an acronym for VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language. 모바일컴퓨터특강

  9. VHDL’s History • Very High speed Integrated Circuit(VHSIC) Program Launched in 1980. • In 1983, a team of Intermetrics, IBM and TI were awarded a contract to develop VHDL. • In 1985, the final version of the language under government contract was released: VHDL Version 7.2. • In 1987, VHDL became IEEE standard 1076 and in 1988 an ANSI standard. • In 1993, VHDL was re-standardized to clarify and enhance the language. 모바일컴퓨터특강

  10. Benefits of VHDL • Provides a mechanism for digital design and reusable design documentation • Provides technology independence • Erases communication through standard language • Allows for better design management • Allows for various design methodologies • Describes a wide variety of digital hardware • Reduce cycle times for Logic Design • Enables hardware modeling from the gate to system level 모바일컴퓨터특강

  11. Design Automation • 컴퓨터 기술의 발달 • 처리 속도, 저장 용량, GUI의 성능 향상 • 집적회로 설계 기술의 발달 • 설계 기술의 축적, 설계 도구의 발달 • 설계자의 작업 및 결정을 대신하고 검증을 지원 모바일컴퓨터특강

  12. 디지털 논리회로의 설계환경 변천 모바일컴퓨터특강

  13. 설계 계층 레벨 추상적 설계 System Level (컴퓨터, 디스크 장치, 버스 인터페이스 등) Gate Level (NAND, NOR, Flip-flop 등) Chip Level (마이크로프로세스, RAM, ROM, UART 등) Circuit Level (Transistor, Register, Capacity, Inductor 등) Register Level (레지스터, ALU, 카운트, MUX 등) Layout Level (Poly, Diffusion, Metal, Contact Layer 등) 구체적 설계 모바일컴퓨터특강

  14. ASIC 개발 과정 시스템 개발 계획 및 기능 분할 블록 다이어그램 정의 및 설계 사양 결정 논리회로 설계 테스트가 용이한 설계 개념 도임 논리 시뮬레이션 시뮬레이션 패턴 결정 Layout 직전 및 직후 설계 검증 FPGA를 통한 검증 Prototype 제조 및 테스트 모바일컴퓨터특강

  15. 논리 회로 설계 흐름도간 비교 회로 도면 입력 HDL Coding Netlist 생성 RTL Level HDL Simulation Gate level logic Simulation Logic Synthesis 모바일컴퓨터특강

  16. Design Flow Overview (1) 모바일컴퓨터특강

  17. Design Flow Overview (2) 모바일컴퓨터특강

  18. 개발환경의 이해 및 실습(Quartus II S/W)

  19. 개발환경의 이해 및 실습 - 강의순서 • Starting Quartus II • Design Entry • Project Compilation • Project Simulation • Device Programming 모바일컴퓨터특강

  20. Downloading Quartus II • https://www.altera.com/support/software/download/altera_design/quartus_we/dnl-quartus_we.jsp • Or • visit www.altera.com • Go to Support > Design Software > Download > Download Center • Click QuartusII Web Edition (which is free) • Download “Single Download File Version” 모바일컴퓨터특강

  21. Quartus II Web edition 모바일컴퓨터특강

  22. Quartus II– New Project Wizard New Project Wizard click 모바일컴퓨터특강

  23. Quartus II– New Project Wizard 적당한 directory 및 design_entity 이름 등을 지정 모바일컴퓨터특강

  24. Quartus II – New Project Wizard Project에 포함시키고자 하는 VHDL 파일을 지정 모바일컴퓨터특강

  25. Quartus II – New Project Wizard 모바일컴퓨터특강

  26. Quartus II – New Project Wizard 모바일컴퓨터특강

  27. Quartus II – New Project Wizard 모바일컴퓨터특강

  28. Quartus II – New Project Wizard 모바일컴퓨터특강

  29. Design Flow Overview 모바일컴퓨터특강

  30. Design Entry Flow with Quartus II 모바일컴퓨터특강

  31. Quartus II web edition – Text Editor “New” click 새로운 Project 생성 모바일컴퓨터특강

  32. Quartus II web edition – Text Editor 모바일컴퓨터특강

  33. Quartus II web edition – Text Editor 모바일컴퓨터특강

  34. Quartus II web edition – Text Editor 새로운 vhdl code 작성 모바일컴퓨터특강

  35. Quartus II web edition – Text Editor 모바일컴퓨터특강

  36. Constraint Entry Flow 모바일컴퓨터특강

  37. Settings Dialog Box Assignments > Setting … 모바일컴퓨터특강

  38. Setting Dialog Box • Can set general project-wide options and synthesis, fitting, simulation, and timing analysis options. 모바일컴퓨터특강

  39. Assignment Editor • Assignments > Assignment Editor 모바일컴퓨터특강

  40. Design Flow Overview Compilation 모바일컴퓨터특강

  41. Quartus II – Compiler 모바일컴퓨터특강

  42. Quartus II – Compiler 모바일컴퓨터특강

  43. RTL Viewer • Tools > RTL Viewer 모바일컴퓨터특강

  44. State machine viewer • By double-clicking the state machine, 모바일컴퓨터특강

  45. Design Flow Overview 모바일컴퓨터특강

  46. Quartus II web edition – Waveform Editor Simulation을 위한 waveform file 생상 모바일컴퓨터특강

  47. Quartus II web edition – Waveform Editor Waveform을 관찰할 signal을 선택하기 위해 node finder click 모바일컴퓨터특강

  48. Quartus II web edition – Waveform Editor 전체 signal 선택 모바일컴퓨터특강

  49. Quartus II web edition – Waveform Editor 모바일컴퓨터특강

  50. Quartus II web edition – Waveform Editor Click & drag to waveform file 모바일컴퓨터특강

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