Как проектируют микросхемы, краткий рассказ с картинками и ссылками

Программисты на алгоритмических языках, ловят баги отладкой.

Здесь вместо отладки - моделирование.

Если коротко, то разрабатывается другая "схема", которая является внешней по отношению к той, которую мы только что разработали. И эта "схема" начинает гнать воздействия, которые очень похожи на те, которые будут идти на нашу схему. Причём, учитывая, что эта "схема" в железе реализовываться никогда не будет, функционал языка для её разработки будет помощней. Она делается быстро и красиво.

Итак. Есть источник сигналов (та самая "схема"), есть обработчик сигналов (разработанная схема). Всё - на языке.

А дальше - всё просто. Отклики нашей схемы мы должны как-то проанализировать. Можно поглядеть временные диаграммы, среда моделирования их умеет строить. Это классно, но не автоматизированно. Можно - на том же языке написать средства контроля, которые будут сами проверять правильность отклика и выдавать нам "Агась" или "Неа".

В общем, делается система, внешняя по отношению к разработке, которая эмулирует собой внешнюю среду. И она же проверяет отклики нашей разработки в эту самую среду.

Также она позволяет делать точки останова и смотреть внутренние переменные в любой момент работы, чтобы найти врага. Ничем не хуже, чем обычные среды разработки для алгоритмических языков, только с заделом на особенности этого аппаратного языка.

Это что касается выявления багов. Что до доказательства отсутствия, то в алгоритмических языках, согласно теории, для этого выполняется верификация кода. Нас, студентов, заставляли это делать. Инварианты цикла искать и т.п. Только хрен кто это сделает в реальном проекте минимальной сложности. Это только для того, чтобы студентов помучать. А так - невозможно это. Применительно к аппаратуре - то же самое. Только выявление и устранение багов в процессе разработки, а в крайнем случае - сопровождения...

Нашёл картинку, которую во времена оны рисовал... Она показывает, что такое модель и как она оборачивает разрабатываемую схему для испытаний.

Это сообщение отредактировал BOOrunduk - 2.08.2014 - 09:25

Сделать-то можно... Только лучше скажите, какая конструкция языка это автоматизирует в синтезированном варианте (в полном языке - я и сам знаю какая). Товарищ кашлял, уверяя, что все задержки подгонит компилятор.

С этого вопроса собственно начинается понимание или непонимание работы FPGA. В проце у тебя есть аккумулятор, который проводит все вычисления, сколько ядер, столько там и аккумуляторов, непосредственно считающих, значит приходится все операции делать последовательно, полагаясь только на треды, потоки выполняемых операций. В FPGA же есть такт. И все операции там проводя тся одновременно в зависимости от логики, которую сделаешь ты сам. Там же, при желании, можно соорудить и память, прямо внутри микросхемы, там же будут все необходимые контроллеры всего чего только угодно. Но если не сооружать процессор, как универсальный механизм, а сделать свою, более быстро решающую конкретную задачу, разводку, то все необходимые вычислительные операции будут совершатся за 1 такт. Поэтому, конкретно к определенной задаче, при наличии необходимой ручной разводки FPGA(или по русски ПЛИС) с задачей справится быстрее, но для каждой такой задачи ПЛИСы требуют несравнимо больше трудозатрат. Если же мы хотим трудозатраты уменьшить, мы впихиваем в ПЛИС аналоги процов, многие из которых уже писаны, получаем более медленный, зато и более быстрый инструмент решения различных задач.

Добавлено в 09:12

Нет, в таком методе, естественно, автоматизацией и не пахнет)

Ну во первых, и надо-то задержать на десятки пикосек, чтобы избежать "гонки" сигналов и клыков.
во-вторых, кроме длины в таких структурах сказывается индуктивность. И гораздо серъёзней, чем ты думаешь.

А в третьих, ничем тебя не проймйшь
Спецом замутил тебя. Ан нет - не поддался.
Вот ещё одна фотка - где выводы подписаны - и да, это ВЫХОДНЫЕ буферы.

А лишний вывод - он лишний, только не этот , а другой - есть ещё маски, где верхний квадратик отсутствует (всего 16 выводов).

FF - это инициалы разраба. Который потом создал фирму Зилог.

вот тут - не сконтактирован справа вывод - проволочки нет на площадке.

Уверен что это круто, но нихера непонятно что там к чему :)

ну в новых процах (ну как новых, ARM уже лет 30 известен), аккумулятора нет.
Можно складывать любой регистр с любым, и выводить данные сразу из любого регистра.

в ФПГА тоже есть ядра - узкие по функциональности.
последние два года появились такие уродцы с тысячами ядер под "бабочку" - считать хэши - ради биткоина.

Добавлено в 09:43

а смотреть надо только на белые квадратики по краям

есть проволочка или нет. Крупнее фоточку я приводил на прошлых страницах.
Автор BarsMonster из Белоруси с Хабра.

Добавлено в 09:46

не, не луддитом.
А фашистом.

Я не машины бы расхерачил, а тупых, но выскомерных "погроммистов"

Понятно, что администраторы вынесли статью на главную для пущей строгости, а именно - для лучшей индексации на разные новые слова и термины в поисковиках... Но не все поймут сие в данной подаче, хоть и тема классная. Не для средних умов. Ты на Хабре публиковался? Там тебе быстрее пистонов вставят, если что, и разговор поддержат в нужном направлении.

Это сообщение отредактировал Блогхастый - 2.08.2014 - 10:37

Есть баги уже заложенные в аппаратные блоги фпга. Есть баги в вендорных ай-пи ядрах. Есть наши баги. Есть много багов в софте.

Мы живем с этим. Мы исправляем что можем.

Я перфекционист. Для меня каждый баг это душевная боль. - дальше делайте выводы.

Это сообщение отредактировал LordOfSteel - 2.08.2014 - 10:18

Я всегда по умолчанию искал баги у себя. Потому что мой код должен быть идеальным.
Я не идеален - я или у себя найду баг. Или помогу программерам найти баг у них, через что стану нужным и понимающим специалистом, умеющим взаимодействовать.
Меня программисты любят.

Это сообщение отредактировал LordOfSteel - 2.08.2014 - 10:15

Регистровое пространство и в АВР было.

Добавлено в 10:21

А чего он выходит с какой то матричной структуры? Что это?

Ты мне одно скажи, профессор, твои изделия можно использовать в быту? Например, банкоматы как-то курочить, телефоны прослушивать и т.п.? Или ты занимаешься исключительно гипотетикой, с целью самоудовлетворения, как школьник травит муравьёв, не понимая в самом принципе нахуя ему это нужно?

Это сообщение отредактировал Блогхастый - 2.08.2014 - 10:35

Какие гонки на 4004? Какая логическая функция непротактирована, что она гонит? Кто возьмет эти "пички" или как их там, на последующий нетактированный вход?

"Сказывается индуктивность" - вы прикинули какая? Огромные проблемы - создать значимую индкутивность дорожками на плате.

1. Нет петель задержки. Не смешите. Это не на PCB ровнять сигналы по шине, где есть сантиметры разбега.

2. Какие нахрен задержки распространения на масштабах меньше миллиметра?

3. Какие там же проходные индуктивности и емкости?

4. Быстродействие 4004 порядка ста килогерц.

Добавлено в 10:46
Я учитываю разбег сигналов по плате. Но я не учитывал разбег сигналов внутри чипов! Внутри современных быстрых чипов.
Вы хотите сказать, что в 4004 выравнивали фазы ВЫХОДНЫХ сигналов? (Типа там петли).

Вы это говорите с пониманием сказанного?

пост нихера не понял. понял, что автор умный.

Курочить банкоматы и прослушивать телефоны - много информации в инете. Я вам не столь полезен.

Если вы умудритесь спереть банкомат с баблом, то вы сможете его в тихом месте не спеша распилить болгаркой.

Это сообщение отредактировал LordOfSteel - 2.08.2014 - 10:49

LordOfSteel
я смотрю ты неглупый человек, разбираешься в железе. Так вот мой совет - начни разбираться в людях, перестань ненавидеть людей другой национальности.

Почему не полезен? Хотя, с таким отношением к работе...

это бессмысленный совет.
погроммисты - это программа в мозге, делающая человека богоизбранным фашистом.

Он всё равно будет людей ненавидеть как жиды ненавидят людей.

Я уже приводил опрос на погромистком ХАБРЕ
ещё раз приведу

46 % Погроммистов из 10 000 опрошенных на Хабре - ХОТЯТ СВАЛИТЬ из Этой страны
ЕЩё 6% - уже свалили.


Добавлено в 11:02
профессия предателей и человеко-ненавистнических фашистов.

отчасти соглашусь. Но проблема более общая и затрагивает не только программистов но и другие социальные категории.

Это не та тема поста.

Мужики, вы оба не правы. "Машинисты" - они в самом принципе не от мира сего и им похер где работать, иначе не прожить. А вот объектно-ориентированным программистам, я бы многим задал вопрос - какого хуя?!

Это сообщение отредактировал Блогхастый - 2.08.2014 - 11:26

Я уже на предыдущей странице привёл картинку (с подписями блоков), которая доказывает, что ты - прав.
Чо кипятишься?

Вас случайно не Николаем зовут? Работал у нас на заводе один товарищ, который так же относился к программистам. Может, это Вы и есть?

А вообще, читаю Ваши высказывания, а в мозгу стоит картинка из последнего творения Георгия Данелии:



Это сообщение отредактировал BOOrunduk - 2.08.2014 - 11:47

Давайте сойдёмся, что ограничено число АЛУ. И тогда всё будет хорошо.

Аккумулятор - и правда неудачное слово. Он и в старых-то процессорах не во всех был (PDP-11, например).

А вообще, когда я поясняю разницу народу - я обычно говорю, что есть цикл Фон-Неймана (выборка, декодирование, исполнение). Гарвард - та же хрень, только памяти две. И в процессорах он главный. Есть жёсткая схема и огромная память, откуда выбираются команды и данные. Хошь-не хошь, а одна команда на цикл Фон-Неймана (Господа гусары! Ни слова про суперскаляр, две шины у DSP и прочие подобные ухищрения! Это несущественная разница).

А в ПЛИС - наоборот. Память ограничена, но зато схему мы можем менять гибко. И благодаря тому, что код размазывается на логику, а не исполняется исполнителем - достигается дикий параллелизм. Но увы, зато ресурсы сильнее ограничены. Сейчас сказал криво, это надо во-первых, морально готовиться к лекции, а во-вторых - слайды под рукой иметь.

Это сообщение отредактировал BOOrunduk - 2.08.2014 - 12:20

Интересно же! Спасибо. Вроде бы в IT довольно долго, а про ПЛИС микрухи ничего не знал. Хотя электроникой не занимаюсь, всегда с удовольствием читаю разного рода статьи об этом. В этом посте, для меня, есть новое, интересное знание. Пиши ещё :) Однозначно зелень!