Tutorial ASIC Alliance VLSI parte 3
DISEÑO DE SUMADOR CON ACUMULADOR
1- Para empezar se hará la carga de los parámetros de ~/Alliance/install/etc/profile.d/alc_env.sh, con lo cual se establecen los parámetros de entorno. De esta manera:
> source alc_env.sh
En el directorio donde se encuentra ese archivo. Su ubicación puede variar dependiendo del lugar de instalación.
2- Con los parámetros cargados se puede realizar la siguiente prueba a ver
si están cargadas las variables correctamente.
>graal
Si cargo el programa si problemas, las variables de
entorno ya fueron cargadas, en caso contrario notifique a su instructor.
3- En el programa anterior presionando crtl+q se sale del programa.
4- Crear una carpeta donde guardará sus programas para el tutorial.
5- Crear en esa carpeta el archivo sumador.vhdl:
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_arith.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;
-- Ejemplo de un sumador completo de 1 bit
ENTITY sumador IS
PORT(
in_a: IN BIT;
in_b: IN BIT;
in_c: IN BIT;
salida: OUT BIT;
out_c: OUT BIT);
--Esta serÃa la definición de las entrada y salidas de la compuerta
END sumador;
--Ahora se realiza el comportamiento del sistema
ARCHITECTURE comportamiento of sumador is
BEGIN
salida<=(in_a XOR in_b XOR in_c);
out_c<=((in_a and in_b) or (in_a and in_c) or (in_b and in_c));
END comportamiento;
6- Crear también el archivo sumador.pat:
-- terminales del inversor
in vdd B;;
in vss B;;
in in_a B;;
in in_b B;;
in in_c B;;
out salida B;;
out out_c B;;
begin
-- colocación de los patrones a evaluar, se coloca ?
-- para que el simulador coloque la salida
-- los intervalos de tiempo están en picosegundos en este caso.
-- v g i i i s O
-- d n n n n a
-- d d a b c l c
<0 ps> comentario: 1 0 0 0 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 0 0 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 0 1 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 0 1 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 0 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 0 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 1 1 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 1 1 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 0 1 1 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 0 1 1 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 0 0 1 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 0 0 1 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 0 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 0 0 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 1 1 ?* ?*;
<+1 ns> : 1 0 1 1 1 ?* ?*;
end;
7- También el archivo sumador.ioc:
#
###################################################################
# In each of TOP()/BOTTOM()/LEFT()/RIGHT() section, there are #
# placed IOs. In the IGNORE() section, the IOs are ignored #
# by the IOPlacer. In every section, the IO syntax could be: #
# for pin: (IOPIN iopinName.0 ); #
# for pad: iopadName orientation ; #
# for space: SPACE value; #
# The capital words are keywords. orientation is not required. #
# The value is the space between the IO above and the IO below it.#
###################################################################
TOP ( # IOs are ordered from left to right
(IOPIN in_a.0 );
(IOPIN in_b.0 );
(IOPIN in_c.0 );
)
BOTTOM ( # IOs are ordered from left to right
(IOPIN salida.0 );
(IOPIN out_c.0 );
)
IGNORE ( # IOs are ignored(not placed) by IO Placer
)
8- Y el archivo Makefile:
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | File : Makefile |
# | |
# | Author : Jacomme Ludovic |
# | Modificado: MF |
# \------------------------------------------------------------*/
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Cells |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Binary |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
include ../etc/alliance-env.mk
VASY = $(ALLIANCE_BIN)/vasy
ASIMUT = $(ALLIANCE_BIN)/asimut
BOOM = $(ALLIANCE_BIN)/boom
BOOG = $(ALLIANCE_BIN)/boog
LOON = $(ALLIANCE_BIN)/loon
OCP = $(ALLIANCE_BIN)/ocp
NERO = $(ALLIANCE_BIN)/nero
COUGAR = $(ALLIANCE_BIN)/cougar
LVX = $(ALLIANCE_BIN)/lvx
DRUC = $(ALLIANCE_BIN)/druc
S2R = $(ALLIANCE_BIN)/s2r
DREAL = $(ALLIANCE_BIN)/dreal
GRAAL = $(ALLIANCE_BIN)/graal
XSCH = $(ALLIANCE_BIN)/xsch
XPAT = $(ALLIANCE_BIN)/xpat
XFSM = $(ALLIANCE_BIN)/xfsm
TOUCH = touch
TARGET_LIB = $(CELLS_TOP)/sxlib
METAL_LEVEL = 2
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Environement |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
ENV_VASY = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB;\
MBK_CATAL_NAME=NO_CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_BOOM = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB;\
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_BOOG = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; \
MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; \
MBK_TARGET_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_TARGET_LIB; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_LOON = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; \
MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; \
MBK_TARGET_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_TARGET_LIB; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_ASIMUT_VASY = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB;\
MBK_CATAL_NAME=CATAL_ASIMUT_VASY; export MBK_CATAL_NAME;\
MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO;\
MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO
ENV_ASIMUT_SYNTH = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB;\
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME;\
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO;\
MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO
ENV_OCP = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; \
MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; \
MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_NERO = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; \
MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; \
MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_COUGAR_SPI = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
MBK_IN_LO=spi; export MBK_IN_LO; \
MBK_OUT_LO=spi; export MBK_OUT_LO; \
MBK_SPI_MODEL=$(SPI_MODEL); export MBK_SPI_MODEL; \
MBK_SPI_ONE_NODE_NORC="true"; export MBK_SPI_ONE_NODE_NORC; \
MBK_SPI_NAMEDNODES="true"; export MBK_SPI_NAMEDNODES; \
RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO_REAL); export RDS_TECHNO_NAME; \
RDS_IN=cif; export RDS_IN; \
RDS_OUT=cif; export RDS_OUT; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; \
MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_COUGAR = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
MBK_IN_LO=al; export MBK_IN_LO; \
MBK_OUT_LO=al; export MBK_OUT_LO; \
RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO_REAL); export RDS_TECHNO_NAME; \
RDS_IN=cif; export RDS_IN; \
RDS_OUT=cif; export RDS_OUT; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; \
MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_LVX = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
MBK_IN_LO=vst; export MBK_IN_LO; \
MBK_OUT_LO=vst; export MBK_OUT_LO; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_DRUC = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO_SYMB); export RDS_TECHNO_NAME; \
MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; \
MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
ENV_S2R = MBK_WORK_LIB=.; export MBK_WORK_LIB; \
RDS_TECHNO_NAME=$(RDS_TECHNO_REAL); export RDS_TECHNO_NAME; \
RDS_IN=cif; export RDS_IN; \
RDS_OUT=cif; export RDS_OUT; \
MBK_IN_PH=ap; export MBK_IN_PH; \
MBK_OUT_PH=ap; export MBK_OUT_PH; \
MBK_CATA_LIB=$(TARGET_LIB); export MBK_CATA_LIB; \
MBK_CATAL_NAME=CATAL; export MBK_CATAL_NAME
all : sumador.cif
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Vasy |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
sumador.vbe : sumador.vhdl
$(ENV_VASY); $(VASY) -a -B -o -p -I vhdl sumador
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Asimut |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
res_vasy_1.pat : sumador.vbe
$(ENV_ASIMUT_VASY); $(ASIMUT) -b sumador sumador res_vasy_1
res_synth_1.pat : sumador.vst
$(ENV_ASIMUT_SYNTH); $(ASIMUT) sumador sumador res_synth_1
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Boom |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
boom.done : sumador_o.vbe
@$(TOUCH) boom.done
sumador_o.vbe : sumador.vbe sumador.boom res_vasy_1.pat
$(ENV_BOOM); $(BOOM) -VP sumador sumador_o
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Boog |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
boog.done : sumador_o.vst
@$(TOUCH) boog.done
sumador_o.vst : sumador_o.vbe
$(ENV_BOOG); $(BOOG) sumador_o
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Loon |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
loon.done : sumador.vst
@$(TOUCH) loon.done
sumador.vst : sumador_o.vst
$(ENV_LOON); $(LOON) sumador_o sumador
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | OCP |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
sumador_p.ap : res_synth_1.pat
$(ENV_OCP); $(OCP) -v -gnuplot -margin 20 -ioc sumador sumador sumador_p
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | NERO |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
sumador.ap : sumador_p.ap sumador.vst
$(ENV_NERO); $(NERO) -V -$(METAL_LEVEL) -p sumador_p sumador sumador
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Cougar |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
sumador_e.spi : sumador.ap
$(ENV_COUGAR_SPI); $(COUGAR) -v -ac sumador sumador_e
sumador_erc.spi : sumador.ap
$(ENV_COUGAR_SPI); $(COUGAR) -v -ar sumador sumador_erc
sumador_erc.al : sumador.ap
$(ENV_COUGAR); $(COUGAR) -v -ar sumador sumador_erc
sumador_e.al : sumador.ap
$(ENV_COUGAR); $(COUGAR) -v -ac sumador sumador_e
sumador_et.al : sumador.ap
$(ENV_COUGAR); $(COUGAR) -v -ac -t sumador sumador_et
sumador_et.spi : sumador.ap
$(ENV_COUGAR_SPI); $(COUGAR) -v -ac -t sumador sumador_et
sumador_er.al : sumador.cif
$(ENV_COUGAR); $(COUGAR) -v -r -t sumador sumador_er
sumador_real.al : sumador.ap
$(ENV_COUGAR); $(ENV_S2R); $(COUGAR) -v -ac sumador sumador_real
sumador_real_t.al : sumador.ap
$(ENV_COUGAR); $(ENV_S2R); $(COUGAR) -v -t -ac sumador sumador_real_t
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Lvx |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
lvx.done : sumador.vst sumador_e.al sumador_e.spi
$(ENV_LVX); $(LVX) vst al sumador sumador_e -f
$(TOUCH) lvx.done
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Druc |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
druc.done : lvx.done sumador.ap
$(ENV_DRUC); $(DRUC) sumador
$(TOUCH) druc.done
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | S2R |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
sumador.cif : druc.done
$(ENV_S2R); $(S2R) -v sumador
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | TOOLS |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
graal :
$(ENV_S2R); $(GRAAL)
graal_sumador_p : sumador_p.ap
$(ENV_S2R); $(GRAAL) -l sumador_p
graal_sumador : sumador.ap
$(ENV_S2R); $(GRAAL) -l sumador
xsch:
$(ENV_LOON); $(XSCH)
xsch_sumador_o : sumador.vst
$(ENV_LOON); $(XSCH) -l sumador_o
xsch_sumador : sumador.vst
$(ENV_LOON); $(XSCH) -l sumador
xsch_sumador_e: sumador_e.al
$(ENV_COUGAR); $(XSCH) -l sumador_e
xsch_sumador_et: sumador_et.al
$(ENV_COUGAR); $(XSCH) -l sumador_et
xpat:
$(ENV_ASIMUT_SYNTH); $(XPAT)
xpat_synth: res_synth_1.pat
$(ENV_ASIMUT_SYNTH); $(XPAT) -l res_synth_1
xpat_vasy : res_vasy_1.pat
$(ENV_ASIMUT_SYNTH); $(XPAT) -l res_vasy_1
dreal:
$(ENV_S2R); $(DREAL)
dreal_sumador : sumador.cif
$(ENV_S2R); $(DREAL) -l sumador
# /*------------------------------------------------------------\
# | |
# | Clean |
# | |
# \------------------------------------------------------------*/
realclean : clean
clean :
$(RM) -f *.vst sumador_e.spi sumador_et.spi *.vbe res_*.pat *.boom *.done *.xsc *.gpl \
*.ap *.drc *.dat *.gds *.cif *.rep \
*.log *.out *.raw *.al
9- Ahora ejecute el comando make
desde la línea de comandos ubicada en el directorio del sumador.
10- Verifique los resultados del sumador con xpat y xsch, deberían producir algo como lo siguiente:
11- También verifique con el
comando dreal que obtenga un layout como el siguiente:
10- Verifique los resultados del sumador con xpat y xsch, deberían producir algo como lo siguiente:
Figura 3.1. Salida obtenida del sumador.
Figura 3.2. Diagrama del sumador.
Figura 3.3. Layout del sumador.
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