Chapter6.3 〜6. 5

Chapter6.3 〜 6.5

6311626 加藤　駿

6.3 STREAM AND SIGNAL INTERFACES

Stream and Signal Protocols

ストリームとシグナルのハードウェアインタフェースを

　生成する際に ImpulseC コンパイラが明確に定義した

　プロトコルを使用する


ストリームは 1 本のデータラインとコントロールラインに

よって構成されている


rdy 信号により制御されているストリームのライン　 -- ストリームが演算中にストリームが読み込みまたは書き込みの

準備が出来ていることの指示の生成を rdy ラインの上で行う

ハンドシェイク制御を許可するための外部から制御される en 信号のストリームのライン


co-signal-close 関数で用いられる eos 信号のライン

　　 -- ストリームの終端を示す

アプリケーションのプログラマによって幅が定義された

データライン


rdy が active

システムに接続されたプロセスがデータラインよりストリームからの読み書きを行う

en 信号を出力


シグナルもストリームと同様に動作する

シグナルは eos ラインを持たない

メッセージを送信するための異なった通信規則に従う

コントロールラインをもつ

シグナルの書き込み処理はブロックされない

Stream and Signal Protocols HW-HW 間のインタフェースでは producer と

consumer の　プロセスはストリームとシグナルのインタフェースを共

有する

Streams used in Write Mode 書き込みモードの場合にストリームインタフェィスは　以下のポートと対応する信号を伴って生成される(co_stream_open 　 O_WRONLY の使用 )

Streams used in Read Mode 読み込みモードの場合にストリームインタフェィスは以下のポートと対応する信号を伴って生成される(co_stream_open O_RDONLY の使用 )

Signals used in Post(Write) Mode

送信モードの場合にシグナルインタフェィス　は以下のポートと対応する信号を伴って生成される(co_signal_post の使用 )

Signals used in Wait(Read) Mode

待ちモードの場合にシグナルインタフェィスは以下のポートと対応する信号を伴って生成される(co_signal_wait の使用 )

6.4 USING HDL SIMULATION TO UNDERSTANDING STREAM PROTOCOLS

生成されたストリームインタフェースとその伝達プロトコルを

理解するのに最も簡単な方法はテストベンチのシミュレーション内でそれらを調査することである

このループは以下のプロトコルに従う1.the_en コントロールラインを low(‘0’ の値 ) にセットする .

2.the_rdy ラインが high になるのを待つ .

3. ストリームの入力の the_data ラインに値を入力する .

4. the_en コントロールラインを high(‘1’ の値 ) にセットする .

　　これはストリームに値を読ませるように指示する . 次のクロックエッジの際にストリームは値を読む .

5. クロック境界後に the_en に low をセットする (1 に戻る )

6.5 DEBAUGGING THE GENERATED HARDWARE

ソフトウェアシミュレーション中では完璧に動作しても

実機のハードウェアでは失敗することがある

生成された HDL をデバッグするのは気落ちしてしまうかもしれないが , 思ったほど悪くない

制御フローやサイクルごとの同期について解析するのにハードウェアジェネレータが各プロセスを別々のステートマシンに分けると便利

以下のように低レベル HDL ファイルで宣言される

b0 で定義されたブロック

b1,b2 で定義されたブロック

FIR フィルターの初期化処理の部分を表す

FIR フィルターのキールーチンとなる実際にデータストリーム　　　　を処理する内部コードのループをあらわす

マシンを動作させるクロックロジックを含む b0s0　は以下のようになる

生成された HDL 内のコメントはどのブロックや演算のサイクルに関連付けられたかを特定するのに役立つ

例えば下の同時積和演算はブロック 1, ステージ 1 に関連付けられている

C からコンパイルを行なった後のこの段階での　ハードウェアシミュレーションの目標はサイクルごとの正確な動作を確認することである

この種のデバッグは特定の問題のエリアに集中するものであるので設計の 1 クロックのみをみていくものである

Impulse C のデザインフローは 3 つのサイクル精度のハードウェアシミュレーションを動作させる手法がある

1. 生成された HDL が HDL のテストベンチと組み合わせて

従来の HDL シミュレーターで用いることができる

2. 生成された HDL は正確なサイクルの C のモデルから変換されたもので , このモデルは untimed な C とリン

クしているため C のデバッガからふるまいを観測できる .

利点は C 言語でテストベンチが使用可能であるということ

利点はハードウェアシミュレーションが提供する多くの　　　デバッギングと視覚的な機能が利用できること

3. 合成された設計は FPGA のネットリストレベルでシミュレーションすることができる .

タイミングの調整により最高の動作速度を出すのに　効果的な方法である . がシミュレーションに時間がかかり , 合成された設計を元の C のコードにフィードバックすることが大変難しい .

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