#плис — Public Fediverse posts

Как ускорить обработку данных. Часть 2: распараллеливание цифровых схем по зависимым операциям

Привет, Хабр! Меня зовут Кирилл Алексеев, я ведущий инженер в отделе интеграции систем на кристалле радиочастотного центра YADRO. В прошлых статьях я рассказывал о процедурных и конвейерных вычислениях и распараллеливании цифровых схем по независимым операциям . Сегодня продолжим тему и разберем, как получить конвейерную реализацию КИХ-фильтра через распараллеливание схемы MAC-операции по зависимым операциям. В статье рассмотрим простейшие способы оптимизации цифровых схем, связанные с методом распараллеливания, сравним полученные схемы между собой и со схемами из предыдущих статей. Расскажу, в каких случаях какие методы распараллеливания использовать, чтобы получить максимум производительности при минимуме аппаратного ресурса. Статья будет полезна молодым специалистам, которые только начинают работу с ПЛИС, опытным инженерам и архитекторам вычислительных устройств: приглашаю обменяться опытом в комментариях.

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1094238/

#fpga #параллелизм #конвейер #распараллеливание #плис #asic #микроархитектура #плис_начинающим #плис_технологии #архитектура_цифровых_устройств

Как ускорить обработку данных. Часть 1: распараллеливание цифровых схем по независимым операциям

Привет, Хабр! Меня зовут Кирилл Алексеев, я ведущий инженер в отделе интеграции систем на кристалле радиочастотного центра YADRO. Сегодня снова поговорим «за разработку под ПЛИС». Есть множество способов распараллеливания одного и того же алгоритма, а значит, и огромное количество вариантов его реализации в виде цифровой схемы. Задача инженера — выбрать одну конфигурацию схемы, подходящую под заданные условия. В этой статье разберем основные виды параллелизма цифровых схем, которые (естественно) сильно отличаются от видов распараллеливания программ. Как и в предыдущем моем тексте , виды параллелизма сравним на примере распараллеливания микроархитектуры КИХ-фильтра , реализованной с использованием MAC-операции . Я отвечу на вопрос, какой вид стоит использовать, когда ключевой критерий — пропускная способность схемы throughput ,то есть определена скорость поступления и обработки данных. Материал будет полезен тем, кто только начал работу с ПЛИС: сможете применить новые знания для реализации цифровых схем на практике. Опытные инженеры и архитекторы специализированных вычислительных устройств тоже смогут открыть для себя что-то новое и полезное. Для обсуждения приглашаю всех в комментарии.

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1085248/

#плис_начинающим #fpga #asic #плис_технологии #плис #архитектура_цифровых_устройств #микроархитектура #распараллеливание #параллелизм #конвейер

PCIe и DDR3 на ПЛИС Gowin: как мы заставили работать то, что не работало у производителя

Привет, Хабр! Меня зовут Владимир Заикин. Под руководством Семёна Григорьева @rsdpisuy , я занимаюсь разработкой на ПЛИС в лаборатории YADRO в СПбГУ. Мой рассказ — о том, как мы реализовали общение по PCIe с ПЛИС на плате Sipeed Tang Mega 138K Pro с кристаллом GW5AST-138K от Gowin. Устройство, реализованное на ПЛИС, должно было принимать данные по PCIe, сохранять их в DDR3 и обрабатывать пользовательской логикой. Чтобы реализовать такую функциональность, мы обратились к примеру взаимодействия с PCIe-контроллером от производителя платы, но тот оказался нерабочим. Пришлось разбираться самим. В итоге мы сделали рабочий стенд: Linux-драйвер, хост-программа на C и аппаратное описание на Verilog. Все это выложили в открытый доступ, чтобы поделиться своим опытом и помочь другим безболезненно разобраться с этой проблемой.

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1075056/

#gowin #плис #ddr3 #драйвер #linux

Архитектура цифровых устройств: разбираемся с процедурными и конвейерными вычислениями

Привет! Меня зовут Кирилл Алексеев, я ведущий инженер в отделе интеграции систем на кристалле радиочастотного центра YADRO. В своей предыдущей статье я рассказывал, чем FPGA-разработка отличается от программирования: HDL-код описывает не последовательность инструкций, а цифровую схему. Вместо переменных — проводники, соединяющие выход одного аппаратно-реализуемого блока со входом другого, а все описанные модули (блоки) присутствуют на схеме независимо и работают параллельно. Дальше — интереснее. К реализации одной и той же цифровой схемы есть множество подходов и огромное количество вариантов последовательности обработки данных. Как это устроено, расскажу в статье. Разберем, что такое архитектура и микроархитектура блока, чем процедурная схема отличается от конвейерной. Сравним две различные микроархитектуры — процедурные реализации схемы цифрового КИХ-фильтра . Статья будет полезна специалистам, которые только начинают работать с ПЛИС: сможете реализовать цифровую схему на практике. Опытных инженеров приглашаю в комментарии для обмена кейсами.

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1078296/

#fpga #soc #asic #плис #плис_начинающим #плис_технологии #архитектура_цифровых_устройств #микроархитектура

От Цифровой Логики к Процессору через ПЛИС. Программа годового курса для школьников физматшкол

В картине мира, представляемой школьным образованием, существует “слепое пятно” в области принципов проектирования цифровой электроники, между физикой и программированием. Курсы роботики и ардуино это слепое пятно не закрывают, так как сводятся к программированию готовых чипов и их интеграции с сенсорами и актуаторами, то бишь проектированию систем.

https://habr.com/ru/articles/1071736/

#cmos_4000 #7400 #gowin #altera #xilinx #riscv #обучение_школьников #плис #школа_не_в_замке #verilog_meetup

Анализ медицинского анализатора: Bayer Clinitek Status+

Приветствую всех! Думаю, многим из вас доводилось в рамках диспансеризации или по предписанию врача идти в лабораторию и сдавать что-то на анализ чего-то. А ещё, уверен, многие хоть раз задумывались: а как вообще работают приборы, которые там стоят, и как они вообще определяют наличие тех или иных гадостей в вашем организме? Самое время узнать это. Однажды ко мне в руки попал один из таких приборов. В сегодняшней статье попробуем его запустить, посмотрим, что у него внутри, и, конечно, разберёмся, как он работает. Как водится, будет много интересного. Press F1 to continue

https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/1047370/

#timeweb_статьи #анализатор #датчик #светодиоды #плис #объектив #palmos #mc68000 #блок_питания #шлейф

Исследование алгоритмов цифрового предыскажения для LTE-сигналов на SDR-платформе РИТМ SDR USRP

Современные системы беспроводной связи предъявляют исключительно высокие требования к линейности радиочастотных трактов, особенно в условиях применения широкополосных сигналов и многопозиционных схем модуляции. В теоретических моделях передающие устройства обычно рассматриваются как линейные системы, обеспечивающие точное воспроизведение амплитудно-фазовой структуры сигнала. Однако в реальных аппаратных трактах ситуация существенно отличается вследствие наличия нелинейных компонентов, ограниченной динамики усилителей мощности и паразитных эффектов аналоговой части.

https://habr.com/ru/companies/etmc_exponenta/articles/1043272/

#Телекоммуникации #Разработка_систем_связи #SDR #FPGA #ПЛИС #OFDM #DSP

64 прямоугольника хватит всем

«Студент-программист реализовал на FPGA полноценную игровую приставку с нуля за полтора месяца, не имея опыта цифрового проектирования». Для меня самого это звучит как фантастика или реклама очередных онлайн-курсов, но я расскажу эту историю. Реальную историю моего пути — студента четвертого курса направления «Программная инженерия». Приставка «Брус-16», о которой недавно писали в блоге

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1040288/

#fpga #игровая_консоль #плис #Брус16 #микроархитектура #аппаратная_реализация #cpu #gpu #verilog #tang_nano_9k

Как ИИ портит резюме студентам

Сейчас студенты поголовно пишут резюме с помощью ИИ, и ИИ поголовно делает им интересное западло: оно вставляет им среди рабочих навыков SVA, то есть SystemVerilog Assertions (ниже я расскажу что это). При виде SVA в резюме я тут же прошу кандидата написать некий простейший SVA на три строчки, и начинается извивание ужа на сковородке:

https://habr.com/ru/articles/1039714/

#SVA #SystemVerilog_Assertions #Formal_verification #JasperGold #Synopsys_Formal #составление_резюме #диалоги_на_интервью #ASIC #Design_Verification #ПЛИС

РАЗРАБОТКА ПАРАМЕТРИЗИРУЕМОГО МОДУЛЯ CORDIC-АЛГОРИТМА НА SYSTEM VERILOG

В далеком 2011 году автором была опубликована статья «Реализация CORDIC-алгоритма на ПЛИС» [1]. В той статье приводится сначала математическое описание алгоритма, его суть. Показан пример расчета поворота вектора на плоскости сначала «на бумажке» согласно алгоритму, а затем сравнение результатов с расчетом «по калькулятору». Затем, показано создание структурной схемы проекта с rtl-описанием CORDIC-алгоритма и приведены листинги каждого модуля. Помимо этого были приведены основы создания проекта в среде ModelSim. Автор считает, что эта статья оказалась полезной для новичков в области программирования ПЛИС, так как на протяжении долгого периода времени, после публикации статьи приходили письма с вопросами и уточнениями на данную тему. Даже сейчас я часто встречаю на различных форумах на тему ПЛИС ссылки на данную работу. Но! Если математическая часть алгоритма однозначно является полезной, а также основы создания и структурированного ведения проекта для новичка, то использовать данное rtl-описание в различных проектах, адаптируя модули проекта по свои нужды крайне неудобно и неуклюже. По крайней мере, автор, когда заглядывает в это свое создание в прошлом, морщится и чувствует себя неловко. Поэтому появилось желание представить тот модуль CORDICа (для генерации гармонического сигнала в сфере радиолокации и связи), который автор использует в данный момент в различных проектах. Весь алгоритм реализован в одном sv-модуле, а, значит, его намного легче переносить из проекта в проект. Также он более прост в восприятии.

https://habr.com/ru/articles/1038674/

#FPGA #ПЛИС #Verilog #SystemVerilog #CORDIC #RTL

[Перевод] Вайб‑кодинг для ПЛИС: как я собрал I2S FIFO‑реклокер без знания Verilog

Вайб‑кодинг выглядит безобидно, пока речь идет о скриптах, лендингах и небольших сервисах. Но что будет, если попробовать с его помощью собрать проект для ПЛИС: с I2S, FIFO‑буфером, DSD, S/PDIF, UART, PSRAM и отладкой на реальном железе? Я проверил это на практике и почти без знания Verilog прошел путь от мигающего светодиода до рабочего FIFO‑реклокера для цифрового аудио. Получилась история о том, где ИИ действительно помогает инженеру, где уверенно ведет в тупик и почему в какой‑то момент все равно приходится доставать логический анализатор. Читать кейс

https://habr.com/ru/companies/otus/articles/1032870/

#ПЛИС #FPGA #Verilog #вайбкодинг #ИИ #I2S #FIFO #реклокинг #цифровое_аудио #отладка

Trit-81: Протокол распределенной реальности и нативная оптическая шина

Мы уперлись в «медную стену». Современные ЦОД тратят колоссальную энергию на сериализацию данных, борьбу с задержками и попытки реализовать Live Migration (живую миграцию процессов) на скоростях 400 Гбит/с. Традиционная двоичная логика и пакетная передача данных по Ethernet становятся «бутылочным горлышком». Представляем концепт Trit-81 — экосистему, объединяющую троичную логику, магниторезистивную память (MRAM) и спектральную оптическую шину в единый вычислительный организм.

https://habr.com/ru/articles/1033702/

#Trit81 #троичная_логика #MRAM #OCDMA #ПЛИС #спектральное_уплотнение #живая_миграция #MISC #кремниевая_фотоника #128bit

«Брус-16»: учебная игровая приставка с оригинальной минималистичной архитектурой

«Брус-16» — это новая игровая приставка. За полтора месяца мы спроектировали ее архитектуру, а также создали виртуальную машину, компилятор и аппаратную реализацию на FPGA. Специально для Брус-16 написано более 10 игр. Если вам интересны “серьезные” темы системного программирования, компьютерных архитектур и цифровой схемотехники, а также темы “несерьезные” – разработка игр в духе ретро-инди, демосцена и эстетика минимализма, то читайте дальше. Кстати, картинка выше состоит ровно из 64 прямоугольников. Это важно. Впрочем, обо всем по порядку!

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1023972/

#системное_программирование #fpga #плис #разработка_игр #игровая_консоль

Типичные ошибки новичков в FPGA: от выбора платы до неинтуитивных кнопок

Привет, Хабр! Меня зовут Артём Аверченко, я преподаю в ОмГТУ дисциплины, связанные с FPGA. В этой статье я обобщу свой десятилетний опыт лабораторных работ в этой области и опишу ошибки, которые чаще всего совершают начинающие. Разумеется, на исчерпывающий список я не претендую — едва ли его здесь можно составить в одиночку. Но постараюсь дать как можно больше полезной информации.

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1017628/

#плис_начинающим #плис #cyclone_iv #altera #ошибки_в_плис

Черная магия FPGA-разработчика: как мы превращаем идеи в железо

Привет, Хабр! Меня зовут Кирилл Алексеев, я старший инженер по разработке аппаратного обеспечения в отделе интеграции систем на кристалле радиочастотного центра

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1014630/

#fpga #fpga+soc #fpga_xininx #fpga_дизайн #плис #плис_начинающим #плис_технологии #производство_электроники #процессоры #карьера_итспециалиста

Аппаратная платформа обработки сетевого трафика

Добрый день, уважаемые коллеги! Как я уже говорил, наша компания ведёт разработку аппаратных платформ для средств защиты информации (СЗИ). На основе этих платформ мы делаем свои аппаратно-программные комплексы (ПАК), решающие те или иные задачи, обеспечивающие безопасность. Стоит отметить, что такие платформы – только часть в ПАК, причём самая негибкая, и самая изюминка, как правило, содержится в программном обеспечении. Давайте припомним, что IBM PC тоже в основном состоял и состоит из аппаратной платформы, а всё многообразие применений даёт всякое разное ПО 😊

https://habr.com/ru/articles/1014060/

#fpga #плис #hardware #hardware_acceleration #информационная_безопасность #обработка_трафика #аппаратная_разработка

Как мы прототипировали контроллер PCI Express от стороннего производителя

Привет! Я Константин Павлов, старший инженер по разработке СнК в компании

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/1011186/

#pcie #xilinx #phy #плис #прототипирование

«Если ты не страдал — ты не считаешься ПЛИСоводом»: подкаст «Битовые маски» с Михаилом Коробковым

В подкасте «Битовые Маски» ведущие Лена Лепилкина и Антон Афанасьев обсуждают с экспертами системное программирование и разработку «железа». В 25-м выпуске гостем стал Михаил Коробков — создатель сообщества FPGA-Systems и одноименного журнала, ПЛИСовод-энтузиаст и по совместительству старший инженер по разработке СнК Погружаемся в ПЛИСоводство →

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/992190/

#fpgasystems #fpga #asic #xilinx #altera #плис #lattice #embedded_fpga #highlevel_synthesis #efpga

Как протестировать собственный контроллер памяти SDRAM на FPGA

В этой статье я хотел поделиться опытом тестирования своего контроллера динамической памяти на ПЛИС. В первой части я рассказываю про отладочную плату, которую использовал, и с какими ограничениями при этом столкнулся. Показываю подход к построению схемы тестирования и принципы контроля и обнаружения ошибок. Привожу интересные на мой взгляд фрагменты кода на VHDL с пояснениями к ним. Вторую часть статьи я посвятил оценке реальной производительности контроллера при работе с памятью. В ней я привел результаты измерений быстродействия для потоковой записи и чтения при различных настройках и режимах работы контроллера. И в самом конце – примеры взаимодействия контроллера с памятью, снятые в отладчике во время работы. А также описание механизма адресации памяти.

https://habr.com/ru/articles/984236/

#fpga #vhdl #sdram #плис

Новое поколение ПЛИС это не только про повышение частоты…

Прослеживается тенденция, что сложность CLB повышается, сами примитивы становятся хитрее. От сюда вытекает вопрос, а на сколько эффективными становятся ячейки, и сколько ресурсов ПЛИС они экономят в сравнении с предыдущими поколениями?

https://habr.com/ru/articles/971560/

#ise #vivado #xilinx #fpga #ПЛИС

От модели в Engee до ПЛИС: как мы протестировали цифровые модуляции в реальной радиолинии

Рассказываем о проекте с корпорацией «Комета» — полный цикл от графической модели до работающего «железа» на FPGA

https://habr.com/ru/companies/etmc_exponenta/articles/969564/

#engee #FPGA #ПЛИС #Verilog_HDL #DSP #Системы_связи #Фильтр_Найквиста #SDR #Автоматическая_генерация_кода #отечественное_по

СПРУТ 1 = TAP + DD

Такая вот незатейливая формула. Спрут 1 – это Test Access Point и Data Diode в одном флаконе. КДПВ перед Вами.

https://habr.com/ru/companies/centin/articles/969868/

#data_diode #инфобезопасность #инфобез #tap #span #фстэк #плис

[Перевод] Сборка IBM-PC XT на базе ПЛИС

Недавно я закончил реализацию своего хобби-проекта по воссозданию ПК IBM XT из 80-х на основе оригинальных деталей с использованием современных технологий. У меня была чёткая цель: возможность играть на этом ПК в EGA-версию Monkey Island 1 со всеми примочками. То есть мне нужна была поддержка мыши, жёсткий диск с возможностью записи для сохранения игры и версия озвучки через карту Adlib, которая мне нравилась больше всего. Эта задумка у меня возникла, когда я узнал о существовании маломощного варианта Intel 8088, который использовался в XT. Низкое энергопотребление значительно упрощает подключение процессора к ПЛИС, ввод-вывод которой обычно работает на 3,3 В. Всё это вкупе с маломощной микросхемой SRAM на 1 МБ ( CY62158EV30 ), призванной обеспечить XT его 640 КБ памяти, уже составляло основу для всей будущей системы.

https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/968496/

#ruvds_перевод #diy #старое_железо #ibm_xt #intel_8088 #nec_v20 #плис

Шестнадцать (sic!) докладов про «железо» за один день: FPGA-Systems 2025 у порога

Третий ежегодный

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/959874/

#fpgasystems #плис #rtl #физический_дизайн #верификация_микросхем

Как мы видеокарту AMD на ПЛИС с RISC-V и Linux запускали

У нас была рабочая видеокарта, драйвер для нее, Linux, полный набор кода, который заставлял работать нашу видеокарту, возможно была даже прошивка. Не то чтобы это был необходимый запас для запуска AMD GPU на ПЛИС с RISC-V. Но если начал запускать видеокарту на ПЛИСе с RISC-V Linux, становится трудно остановиться…

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/946950/

#pcie #системное_программирование #аппаратное_обеспечение #linux #драйвера #amd #gpu #плис

Цифровой фильтр без умножения

Представлен цифровой фильтр без использования явной аппаратной или программной операции умножения, выполненный на основе двоичных сдвигов. Имеет дискретный ряд АЧХ, ФЧХ, при этом, эффективно реализуется на простейших контроллерах.

https://habr.com/ru/articles/922794/

#Цифровой_фильтр #цифровая_обработка_сигналов #рекуррентные_соотношения #плис #умножение #двоичная_арифметика #сдвиг

К чему можно подключить MIPI DSI экран?

Как-то мне захотелось поэкспериментировать с MIPI DSI экранами. Встал вопрос: к чему их подключить? Позже я выбрал решение и спроектировал плату, о чём начал писать статью. Но есть и множество других вариантов. Решил вынести эти данные в отдельную часть. Информация постепенно собиралась по крупицам из разных источников, а после успешного запуска экранов была осмыслена с учётом полученного опыта, систематизирована и представлена в удобной форме. Какие решения доступны? Как рассчитать скорость передачи данных?

https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/918874/

#timeweb_статьи #MIPI_DSI #MIPI_дисплей #экран_от_смартфона #DSI_дисплей #экран_смартфона #дисплей_от_смартфона #подключение_дисплеев_от_смартфонов #экран_от_телефона #дисплей_от_телефона #DSI_экран #SSD2828 #SSD2805 #ESP32P4 #STM32 #TC358870XBG #ПЛИС #FPGA

PAL видеоадаптер на FPGA с буфером кадра

Наверное, каждый второй разработчик на ПЛИС в начале своего пути пытался визуализировать работу своих схем. Кто-то подключал TFT-дисплей, кто-то — VGA монитор. А у меня под рукой оказался только телевизор с композитным входом. Ну что ж, работаем с тем, что есть!

https://habr.com/ru/articles/882626/

#ПЛИС #FPGA #CPLD #Видеоадаптер #Видеогенератор #VGA #PAL #Буфер_кадра #Bad_Apple #Verilog

Chisel вместо Verilog, искажение тактового дерева и прототипирование ASIC: прокачиваем FPGA-скилы новыми темами

Осенью мы в

https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/870386/

#chisel #system_verilog #плис #riscv #asic #soc #embedded_linux

Генератор синуса и коротковолновый радиопередатчик

В этой статье описан способ генерации синусоидального сигнала на ПЛИС через использование ROM памяти и реальный пример практического применения этого генератора для коротковолнового радиопередатчика RTTY (Radioteletype. - прим. Ред.). Будет описан способ передачи значения частоты из микроконтроллера в ПЛИС через SPI (англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus — последовательный периферийный интерфейс, шина SPI - прим. Ред.). Используются отладочная плата LilyGO T-FPGA, в составе которой ПЛИС GW1NSR-LV4CQN48PC6/I5 и микроконтроллер ESP32-S3, ЦАП на основе DAC904, ide GOWIN FPGA Designer, Visual Studio Code с расширением PlatformIO и matlab 2020.

https://habr.com/ru/articles/862842/

#ПЛИС #gowin #esp32 #радио