SOPC – System On a Programmable Chip

SOPC – System On a Programmable Chip פרויקט דו-סימסטריאלי מצגת סוף לחלק ב' מנחה : אינה ריבקין מגישים: דן שלי, אלי אוצ'קובסקי

מטרת הפרויקט • בניית ניסוי מלמד בנושא Embedded Systems ומימוש על גבי רכיב מתכנת. • בניית מערכת. • ממשק: חומרה תוכנה. • Debug: חומרה תוכנה. • בדיקת ביצועים.

מטרת הניסוי SOPC – System On Programmable Chip • הבנה – מהי Embedded System • בניית מערכת בסיסית ( חומרה ותוכנה ) • ניפוי שגיאות ומעקב אחר פעולות המערכת ( חומרה ותוכנה ) • בחינת ביצועי המערכת • הוספת חומרה ייעודית להאצת פעולות במערכת • בניית Driver עבור החומרה החדשה • כיצד נשתמש בחומרה להשגת ביצועים אופטימאליים

תוכן עניינים (של חוברת הניסוי חלק א')

מערכת הניסוי הבסיסית NIOS II Processor (s type) (Bus Master) Keyboard Counter Game Counter PLL counter Avalon BUS Video UART Keyboard SDRAM Controller SDRAM (8Mb) PS/2 Keyboard USB Blaster ADV7123 VGA DAC

הניסוי – חלק א' • הכרות מודרכת עם Embedded System : • הבנה – מהי Embedded System • בניה – הוספת רכיבים הבונים את המערכת וחיבורם יחד • מימוש – מעבר על רצף (flow) העברת המערכת (חומרה ותוכנה) אל כרטיס ה FPGA • שילוב חומרה חדשה – הוספת חומרה ייעודית ותוכנה עבור חומרה זו • ניפוי שגיאות – שימוש מודרך בכלי Debugלבדיקה ומעקב אחרי החומרה והתוכנה • בחינת ביצועי המערכת לפני ואחרי הוספת החומרה הייעודית בחומרה: Signal Tap II בתוכנה : Nios IDE 2.0 - Debug

מהלך הניסוי – חלק א' שאלות הכנה • פתיחת מדריך (Est. Time: 10min) • בניה מודרכת של המערכת הבסיסית שהדגמנו ב SOPC Builderוקומפילציה (Est. Time: 60min) • יצירת מופע המערכת ב Quartus(Est. Time: 25min) • בניה מודרכת של פרוייקט חדש ב Nios IDE(Est. Time: 35min) • הדרכה בהוספה של Custom Instruction ו User Peripheral למערכת הבסיסית (Est.Time: 20min) • קומפילציה ב SOPC BuilderובQuartus צריבה לכרטיס והרצה ב Nios IDE(Est. Time: 20min) • Debug בחומרה ומעקב אחרי סיגנלים פנימיים של הרכיבים וסיגנליBus(Est. Time: 55min) • הסבר מטרות • מעבר על מושגים • פתיחת פרויקט חדש ב Quartus • פרויקט חדש ב SOPC Builder • בנית מערכת SOPC וקומפילציה • קומפילציה. • צריבה על גבי כרטיס FPGA. • פתיחת פרויקט חדש. • הוספת קבצים מתאימים למערכת (מוכנים מראש). • הכנסת פרמטרים חסרים בקוד המוכן. • בדיקת תקינות של הקוד שהוכנס ע"י Nios IDE במצב Debug. • הרצת ובדיקת ביצועים של פונקציה תוכנתית. • Custom Instruction : חישוב מקדמי בינום. • User Peripheral: ביצוע חישובים במקביל למעבד (switch) • ושליחת נתונים לרכיב המתוכנן ע"י המשתמש. • הוספת Signal Tap. • הוספת Trigger מתאים לסיגנלים המבוקשים. • מעקב אחר מחזורי כתיבה לרכיב הפריפריאלי. • בדיקת ביצועים Total Est. Time: 225min

תאור הניסוי – חלק ב' • בחלק זה, מבצעי הניסוי יקבלו הכרה עם מערכת משחק (אחת מ 2: SpaceBall or Bricks) • יהיה עליהם לבחון את ביצועי מערכת המשחק בתוכנה בלבד • לאחר מכן, תוטל עליהם מטלה של האצת המערכת ע"י העברת אחד ממודולי המשחק לחומרה ייעודית : (Avalon – MM – Slave)

מהלך הניסוי – חלק ב' שאלות הכנה • הסבר של המדריך (Est. Time: 15min) • קריאת תיאור המטלה (Est. Time: 20min) • בדיקת ביצועי המערכת ללא הרכיב (Est. Time: 10min) • מימוש רכיב החומרה (Est. Time 60min) • ניפוי שגיאות ובדיקת פעולת הרכיב (Est. Time: 60 min) • הוספת הרכיב החדש למערכת (Est. Time: 20min) • תיקון הקוד לעבודה עם הרכיב החדש (Est. Time: 20min) • בדיקת ביצועי המערכת עם הרכיב (Est. Time: 10min) Total Est. Time : 215min

תוצאות ניסוי חלק ב' Bricks SpaceBall

הצעות להמשך... • שימוש ברכיב ה (Audio) שפיתחנו בחלק הראשון של הפרויקט • יצירת רכיבי מערכת מתוחכמים יותר • שינוי רזולוציית מערכות המשחק להפרדה גבוהה יותר

SOPC – System On a Programmable Chip