PROJEKT WÜRFEL. von Vincent Bootz, Christoph Beigel, Matthias Ackermann. Projekt Würfel WS2002/03



Ähnliche Dokumente
PROJEKT WÜRFEL. von Vincent Bootz, Christoph Beigel, Matthias Ackermann. Projekt Würfel WS2002/03

Übungen zu Architektur Eingebetteter Systeme. Teil 1: Grundlagen. Blatt 5 1.1: VHDL 28./

Tietze, Schenk: Halbleiterschaltungstechnik (Kap. 10) Keller / Paul: Hardwaredesign (Kap. 5) L. Borucki: Digitaltechnik (Kap.

1. Speicherbausteine JK-RS-Master-Slave-Flip-Flop

Zahlen und das Hüten von Geheimnissen (G. Wiese, 23. April 2009)

Anwendungsbeispiele. Neuerungen in den s. Webling ist ein Produkt der Firma:

AGROPLUS Buchhaltung. Daten-Server und Sicherheitskopie. Version vom b

VHDL Einleitung. Dr.-Ing. Volkmar Sieh. Institut für Informatik 3: Rechnerarchitektur Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg SS 2010

Einführung in. Logische Schaltungen

RS-Flip Flop, D-Flip Flop, J-K-Flip Flop, Zählschaltungen

Internet Explorer Version 6

Funktionale Sicherheit Testing unter

CPLD Auswahl und Design

Info zum Zusammenhang von Auflösung und Genauigkeit

Ein Scan basierter Seitenangriff auf DES

Stellvertretenden Genehmiger verwalten. Tipps & Tricks

BitRecords FPGA Modul XC6SLX25_V2.0, Mai2013 1

Vorarlberger Standardschulinstallation Anbindung von Android Mobile Devices

Technische Informatik Basispraktikum Sommersemester 2001

Kurzeinführung Excel2App. Version 1.0.0

Menü auf zwei Module verteilt (Joomla 3.4.0)

Word-Vorlagen-System mit Outlookanbindung

Zu DT Übung 11.1 FF oben links. (Lösungsvorschlag)

Bild 1. Seite 1 von 12

WINDOWS 98-AUSSEHEN UNTER WINDOWS XP??

Facharbeit Informatik. Thema:

Übung 1 RS-FFs mit NOR- oder NAND-Gattern

SJ OFFICE - Update 3.0

Elektrische Logigsystem mit Rückführung

Erstellen einer Collage. Zuerst ein leeres Dokument erzeugen, auf dem alle anderen Bilder zusammengefügt werden sollen (über [Datei] > [Neu])

Wireless LAN PCMCIA Adapter Installationsanleitung

Anhand des bereits hergeleiteten Models erstellen wir nun mit der Formel

Schritt 1 : Das Projekt erstellen und programmieren des Zählers

Diese Anleitung erläutert die Einrichtung des Active Directory Modus im DNS-343.

Social Media Einsatz in saarländischen Unternehmen. Ergebnisse einer Umfrage im Mai 2014

Print2CAD 2017, 8th Generation. Netzwerkversionen

Simulation LIF5000. Abbildung 1

MARCANT - File Delivery System

Ihren persönlichen Anrufbeantworter

Installation OMNIKEY 3121 USB

Einfache Computersteuerung für Modellbahnen

PROBLEME BEIM INSTALLIEREN REALTEK HD AUDIO TREIBER

Bedienungsanleitung für Trainingssoftware v1.3

Hilfe zur Dokumentenverwaltung

Neues CAS genesisworld Berechnungsmodell Unsere Jubiläums-Aktion 20 Jahre MERIDIAN

4.1 Wie bediene ich das Webportal?

Anwendungsbeispiele Buchhaltung

Ihre PLM-Prozessexperten für Entwicklung und Konstruktion

DST EINFÜHRUNG IN MRT (V2)

oder: AK Analytik 32. NET ( Schnellstarter All-Chem-Misst II 2-Kanäle) ToDo-Liste abarbeiten

T est of 1GBit/s Fiber optical communication interfaces based on FlexRIO R Series

MORE Profile. Pass- und Lizenzverwaltungssystem. Stand: MORE Projects GmbH

Wie in der Skizze zu sehen ist, bleibt die Periodendauer / Frequenz konstant und nur die Pulsweite ändert sich.

SharePoint Demonstration

Lavid-F.I.S. Ablaufbeschreibung für. Arbeitszeiterfassung. Lavid-F.I.S.

AZK 1- Freistil. Der Dialog "Arbeitszeitkonten" Grundsätzliches zum Dialog "Arbeitszeitkonten"

Carolo Knowledge Base

Kurzeinführung Moodle

Bedienungsanleitung Version 1.0

repostor möchte Ihre TCO senken

Zählen von Objekten einer bestimmten Klasse

Professionelle Seminare im Bereich MS-Office

Versuch 3: Sequenzielle Logik

Laufwerke, Ordner, Dateien: 1. Erklärung der Begriffe

die wichtigsten online-tools für augenoptiker websites

iphone 4 - Einrichtung des VPN Clients (Cisco VPN Client) / Verbinden des iphones mit einem Exchange

Hilfe zur Urlaubsplanung und Zeiterfassung

Benutzung der LS-Miniscanner

Microsoft SharePoint 2013 Designer

Family Safety (Kinderschutz) einrichten unter Windows 8

Microsoft PowerPoint 2013 Folien gemeinsam nutzen

Gezielt über Folien hinweg springen

Synchronisierung. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 73

Bedienungsanleitung DOK App

AutoCAD Dienstprogramm zur Lizenzübertragung

In 15 Schritten zum mobilen PC mit Paragon Drive Copy 14 und VMware Player

Suche schlecht beschriftete Bilder mit Eigenen Abfragen

Verschlüsselung mit PGP. Teil 1: Installation

Bedienungsanleitung für das Tektronix Oszilloskop TDS 2002B

YouTube: Video-Untertitel übersetzen

Rechnerarchitektur. Zustand Anzeige Untergeschoss U Erdgeschoss E 1. Stock 1

6.2 Scan-Konvertierung (Scan Conversion)

Gussnummern-Lesesystem

Eigenen Farbverlauf erstellen

Informationsblatt Induktionsbeweis

Online-Dateienablage und Datenaustauschdienst Box.net Stand: September 2011

PostFinance Modul. Installationsanleitung. Module version: 1.0 OXID versions: 4.6.x 4.8.x/5.1.x. Copyright Tarkka.ch /8

Prozentrechnung. Wir können nun eine Formel für die Berechnung des Prozentwertes aufstellen:

Der Design- und Verifizierungsprozess von elektronischen Schaltungen. Y Diagramm

Handbuch ECDL 2003 Professional Modul 3: Kommunikation Kalender freigeben und andere Kalender aufrufen

Agentur für Werbung & Internet. Schritt für Schritt: -Konfiguration mit Apple Mail

Anleitung Redmine. Inhalt. Seite 1 von 11. Anleitung Redmine

40-Tage-Wunder- Kurs. Umarme, was Du nicht ändern kannst.

Launchpad Mini. Überblick. Vielen Dank, dass Sie sich für unseren kompaktesten Launchpad Grid-Controller entschieden haben.

Freischaltung des ChipTAN-Verfahrens in SFirm32, Version 2.3

ARCO Software - Anleitung zur Umstellung der MWSt

Installation und Inbetriebnahme von Microsoft Visual C Express

Anleitung zum Einspielen der Demodaten

GEVITAS Farben-Reaktionstest

Transkript:

WS2002/03 PROJEKT WÜRFEL von Vincent Bootz, Christoph Beigel, Matthias Ackermann

Übersicht Übersicht 1. Spezifikation 2. Designflow 3. Architektur 4. Zufallszahlen mit LFSR 5. Synchronisationsschaltung 6. Syntheseergebnisse (Würfel) 2

1. Spezifikation System: 1. Spezifikation - Synchrones Design - Aktivierung durch einen Taster - Zusätzlich Reset - Takt 1 MHz - Zielsystem Xilinx Virtex 1000E 3

Funktion: 1. Spezifikation - Würfelstandanzeige wie echter Würfel - Würfelvorgang hör- und sichtbar - Anzeige quasi zufällig - Ausrollen in verschiedenen Geschwindigkeiten - Ausrollen auch bei kurzem Tastendruck - Dauer Tastendruck bestimmt Länge Ausrollen - Ergebnis durch Tonfolgen signalisieren 4

2. Designflow Projekt Würfel 5 2. Designflow

Architektur entwerfen und Module spezifizieren Testbench 2. Designflow VHDL Code erstellen (rtl) Simulation des VHDL Codes mit ModelSim Synthese des VHDL Codes mit Design_Analyzer Netzliste sdf- File Netzliste mit sdf- File Simulieren Boundary Scan einfügen Strukturaler Test (ATPG) Scan Path einfügen Strukturaler Test (ATPG) (Funktionaler Test) Konzept Testplatine erstellen VHDL Code auf Virtex 1000E laden 6

3. Architektur Taster res_n clk Virtex 1000 E key sync int_res_n int_key run_out_contr Nachlaufkontrolle speed_gen Anzeige Frequ. 20 bis 0 Hertz speed_trigger pre_ready count_impuls timing_gen Generation von Timing- Signalen pulse_int_key_wait dice_count LFSR pulse_10ms ready score sound_gen Sound Auswertung und Sound Generierung display_contr Anzeige Steuerung fin sound_out disp_out 7

3. Architektur sound_gen 3. Architektur count_impuls pulse_10ms ready pulse_10ms score int_key m_sound_roll roll_on m_sound_score sound_low sound_high fin s_roll_on s_sound_low s_sound_high m_freq_gen sound_out fin 8

4. Zufallszahlen 4. Zufallszahlen Was ist Zufall Mit dem Computer nicht realisierbar Zwei Methoden für die Erzeugung von Pseudo-Zufallszahlen ilineare Kongruenz iadditive Kongruenz -> LFSR 9

LFSR Linear Feed-Back Shift Register =ˆ 5 0 1 0 1 G u ( ) = u 4 + u + 1 10 4. Zufallszahlen

Zustand 1 - Initialisierung =ˆ 5 0 1 0 1 1 1 0 11 4. Zufallszahlen ( LFSR Beispiel)

Zustand 2 (einen Takt später) =ˆ 11 1 0 1 1 1 0 1 12 4. Zufallszahlen ( LFSR Beispiel)

Zustand 3 (nach einem weiteren Takt) =ˆ 6 0 1 1 0 0 0 0 13 4. Zufallszahlen ( LFSR Beispiel)

4. Zufallszahlen Zusammenfassung LFSR Kryptographisch nicht sicher Einfach zu Implementieren Findet oft Anwendung (CRC-Check) 14

5. Synchronisationsschaltung 5. Synchronisationsschaltung asyn. Signale sync_1 Q Q sync_2 key2 key_1 int_key key2 key2_1 int_key2 res_n Q Q int_res_n syn. Signale Ein asynchrones Signal wird mit der obigen Schaltung einsynchronisiert (bei dieser Schaltung erfolgt auch gleich eine Invertierung der asynchronen Eingangssignale durch den Abgriff an Q NICHT, außerdem wird der RESET-Eingang durchgeschleift). 15

Warum dieser Aufwand? 5. Synchronisationsschaltung iidealer Schalter ischaltflanken unendlich steil irealer Schalter iprellen (mech. Schwingen der Schaltkontakte) ioxidation von Kontaktflächen (Lichtbogen Schaltzeit-Beeinflussung) iasynchrones Verhalten des Benutzers Einschalten Pegel log 1 UNKONW log 0 Ausschalten Setup- und Hold-Time Violations, die die Funktion gefährden! 16

Wie funktioniert also die Synchronisation? 5. Synchronisationsschaltung A SYN D1 Q D-FF Q1 CLK A SYN CLK Q1 Q2 t SETUP t HOLD D2 Q D-FF Q2 Dn D-FF Qn Delay-Wahrscheinlichkeit nimmt ab Q 17

6. Syntheseergebnisse (Würfel) 6. Synthese Ergebnisse (Würfel) Im folgenden wollen wir kurz auf Erkenntnisse bei der Synthese eingehen. Wir haben das Würfeldesign mehrmals synthetisiert, mit verschiedenen Testarchitekturen und Pads. LEISTUNG Leistung in µw, (Net Switching Power) Normal (das REINE Design) 421.110 Normal aber ungrouped 464.937 Normal mit Pads 436.041 Scan Path mit Pads 891.273 Boundary Scan mit Pads 491.332 Boundary Scan und Scan Path mit Pads 972.835 Teststrukturen, welche das Design umgeben, haben einen großen Anteil an der gesamten Leistungsaufnahme. 18

AREA Projekt Würfel Non Net Total Cell Combinational Combinational Interconnect Area Normal 1216.739 1178.110 4002.861 6397.712 6. Synthese Ergebnisse (Würfel) Normal aber ungrouped 1203.500 1178.100 4763.850 7145.474 Normal mit Pads 2319.770 1178.110 4046.029 7543.909 Scan Path mit Pads 2555.920 1470.150 4730.668 8756.738 Boundary Scan mit Pads 2940.450 1514.020 4993.598 9448.068 Boundary Scan und Scan Path mit Pads 3199.710 1841.42 5773.076 10814.21 TIMING MAX-PATH Clock Skew (data arrival time in ns) in ns Normal 53.74 14.93 Normal aber ungrouped 59.51 20.38 Normal mit Pads 72.10 33.30 Scan Path mit Pads 71.35 33.30 Boundary Scan mit Pads 73.49 34.69 Boundary Scan und Scan Path mit Pads 79.16 34.69 Bei einer Optimierung ist es wichtig alle Design-Parameter imauge zu behalten, um das beste Ergebnis zu erreichen. 19

Rückblick Rückblick 1. Spezifikation 2. Designflow 3. Architektur 4. Zufallszahlen mit LFSR 5. Synchronisationsschaltung 6. Syntheseergebnisse (Würfel) 20

6.1 Scan Path Scan-FlipFlop : 6.1 Scan Path Scan Path : - Scan Path ist ein zusätzlicher (serieller) Weg in einer Digitalschaltung, der zum Zuführen von Testdaten in die Kombinatorik-Blöcke der Schaltung und dem Auslesen dient. 21

Rückblick Rückblick 1. Spezifikation 2. Designflow 3. Architektur 4. Zufallszahlen mit LFSR 5. Synchronisationsschaltung 6. Syntheseergebnisse (Würfel) 22

Projekt Würfel 23

6.2 Boundary Scan Da die Anzahl der Module auf einem Chip (SOC) stetig wächst, ist dies eine Möglichkeit um Interconnects zwischen ICs zu testen. 6.2 Boundary Scan IEEE Std 1194.1 (JTAG) JTAG DEVICE I/O-PINs Scan Path 24

JTAG DEVICE (vergrößert) Projekt Würfel 25 6.2 Boundary Scan

Rückblick Rückblick 1. Spezifikation 2. Designflow 3. Architektur 4. Zufallszahlen mit LFSR 5. Synchronisationsschaltung 6. Syntheseergebnisse (Würfel) 26