SoC tasarımının temel konsepti hakkında "Blog Makale Serisi"
Bu sabah bir geri çekilme oldu Lisansüstü öğrencilerle SoC tasarımının genel konseptini tartıştım ve birçok öğrencinin SoC tasarımının özünü hiç anlamadığını gördüm. Tartışmanın sıcaklığı geçmediğine göre, önce buraya kaydedeceğim.
Öncelikle, SoC tasarımının tasarımı nedir?
SoC tasarımı otobüs etrafında tasarlanmıştır. SoC'nin en çok ustalaşması gereken temel bilgi noktaları, SoC kavramları değil, mikrobilgisayar ilkesi dersinde bahsedilen veri yolu ve arayüz kavramlarıdır. Örneğin, üç veri yolu nedir, usta nedir (Master), köle nedir (Slave) vb.
Bu kavramlarda uzmanlaşarak, işlemcinin veriyolu üzerinden nasıl veri okuduğunu ve yazdığını anlayabilir ve böylece işlemci aracılığıyla tüm sistem yongasını nasıl kontrol edip yöneteceğinizi anlayabilirsiniz.
Veriyolunu anlarken, asıl nokta ana-yardımcı modun iletişim mekanizmasını anlamaktır. Ana bilgisayar olarak hem işlemci, iletişimi başlatan taraftır. Çevre birimleri ve yonga üstü bellek, ana bilgisayar tarafından başlatılan iletişime yanıt vermek için bağımlı birimler olarak kullanılır. Bu temelde, veriyolunun zamanlamasını anlamak ve iletişimi başlatmadan veriyolu üzerinde iletişimin sonuna kadar tüm süreci anlamak gerekir. Bu şekilde, yazılım aracılığıyla belirli bir adres alanına nasıl erişileceğini anlayabilirsiniz.
İkinci olarak, SoC, IP çekirdeğinin entegrasyonunu nasıl gerçekleştirir?
IP çekirdeklerinin entegrasyonunu sağlamak için esas olan verilerin yazılmasına ve sonuçların okunmasına izin vermektir. Yani IP tarafından işlenmesi gereken veriler belirli bir şekilde IP çekirdeğine girilebilir ve IP çekirdeği işlendikten sonraki sonuç belli bir şekilde okunabilir. IP'nin kendisinin birçok işlevi varsa, tamamlanacak işlev türünü belirli bir şekilde IP çekirdeğine iletmek gerekir. Ve hesaplamanın sonucu tamamlandıysa, CPU'ya hala geçerli hesaplamanın bir şekilde bittiğini söylemeniz gerekir. Bunların hepsi yazma / okuma yoluyla gerçekleştirilmelidir.
Peki verilerin yazılabileceğini ve sonucun okunabileceğini nasıl anlıyorsunuz? Sonuçta, yazılım düzeyinde IP çekirdeğinin "görünürlüğünü" gerçekleştirmektir. Yazılım seviyesini görünür kılmak için, talimatları uygulayarak IP çekirdeğine erişebilmek gerekir. Elbette otobüsle nasıl erişilir? Aşağıdaki şekil bir bakışta anlaşılır:
Son olarak, SoC tasarımında yazılım ve donanım koordinasyonu sorunu nasıl çözülür?
Bu, görev bölümünde ve yazılım ve donanım IP çekirdeklerinin planlanmasında iyi bir iş çıkarmak için gereklidir. Genel olarak konuşursak, işlemci tarafından yürütülen yazılım bölümü, programlama, karar verme ve değerlendirme gibi yönetim görevlerini tamamlamak için uygunken, donanım IP çekirdeği nispeten düzenli hesaplama görevlerini tamamlamak için uygundur. Yazılım ve donanım bölümünün kenarında, sinyalleri ve verileri iletmek için makul bir kayıt grubunun kurulması gerekir.
Örneğin, trigonometrik fonksiyonları hızlı bir şekilde hesaplayan bir devre uygulamak istiyoruz. Ardından, Cordic algoritmasının bir donanım hesaplama birimini uygulamanız gerekir. Ancak bu donanım birimini uygulamak yeterli değildir, dışarıdan okunan hesaplama verilerinin gönderilmesi için bir yazılım kodu yazılması, hesaplamanın (Cos / Sin vb.) Tamamlanacak şekilde ayarlanması ve hesaplama tamamlandıktan sonra hesaplama sonucunun okunması da gereklidir. Bu süreçte gerekli tokalaşma ve iletişim süreçleri de vardır. Program sorgulama yoluyla veya kesinti yoluyla yapılabilir.
Aslında, yukarıdaki içerik "SoC Tasarımı" gibi sıkıcı dersler öğrenilerek öğrenilmez. Temel konular "Mikrobilgisayar İlkeleri" nde açıkça açıklanmıştır. Bununla birlikte, birçok kolej ve üniversitenin eğitim yönetimi bölümleri ve bazı üniversite öğretmenleri, "Mikrobilgisayar İlkelerini" eğitim programından hevesle çıkarıyor ve bunların yerine fast-food tarzı tek çipli mikro bilgisayarlar, gömülü sistem tasarımı veya SoC tasarımı koyuyorlar. Bu kısa görüşlü ve aptalca davranış, sonuçta masum öğrencilere mal olacak. Bu blogu okuyan herkes, okulunuz / üniversiteniz benzer şeyler yapıyorsa, dikkatli olmalısınız!
