VHDL -də proqramlaşdırıla bilən kəsilmə nəzarətçisinin dizaynı: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu bloqda aldığım cavablar məni boğur. Bloqumu ziyarət etdiyiniz və biliklərimi sizinlə bölüşməyim üçün motivasiya etdiyiniz üçün təşəkkür edirəm. Bu dəfə bütün SOC -da gördüyümüz başqa bir maraqlı modulun dizaynını təqdim edəcəm - Interrupt Controller.

Sadə, lakin güclü bir Proqramlaşdırıla bilən Interrupt Controller dizayn edəcəyik. Platformalar arasında daşınan tamamilə konfiqurasiya edilmiş və parametrləşdirilmiş bir dizayndır. NVIC, 8259a, RISC-V PLIC, Microblaze-in INTC və s. Kimi bir çox məşhur kəsmə nəzarətçi memarlıqlarını çox oxuduqdan sonra bunu tərtib etdim. Ümid edirik bu bloqu faydalı hesab edirsiniz və kəsilmələrin bir prosessor tərəfindən necə idarə olunacağına dair ləzzət almağa kömək edirsiniz. bir kəsmə nəzarətçisinin köməyi ilə.

Addım 1: Xüsusiyyətlər

IP -nin spesifikasiyaları aşağıdakılardır:

• AHB3-Lite interfeysi.

• Statik olaraq konfiqurasiya edilə bilən parametrlər:

  • Xarici fasilə mənbələrinin sayı; 63 -ə qədər fasiləni dəstəkləyir.
  • Prioritet səviyyələrinin sayı; 63 səviyyəyə qədər dəstəkləyir.
  • Yuvalama səviyyələrinin sayı; 8 səviyyəyə qədər yuva qurmağı dəstəkləyir. 
  • Avtobus genişliyi; 32 və ya 64.
• Qlobal və yerli maskalana bilən fasilələr.
• Hər kəsmə üçün dinamik olaraq konfiqurasiya edilə bilən prioritet səviyyəsi.
• İki iş rejimi - Tam Nested Mode və Bərabər Prioritet rejimi.
• Aktiv yüksək səviyyəli həssas kəsilmələri dəstəkləyir.

Dizaynda RISC-V PLIC spesifikasiyalarından ilhamlanan kəsmə əl sıxma mexanizmi istifadə olunur.

Fasilə əvvəli emput 8259a'dan ilhamlanır

Digər oxunuşlar: Microblaze INTC, NVIC

Addım 2: PIC -ə ümumi baxış

Proqramlaşdırıla bilən Kəsmə Nəzarətçisi (PIC) xarici periferik cihazlardan birdən çox fasilə alır və onları hədəf prosessor nüvəsinə vahid fasilə çıxışına birləşdirir.

PIC nəzarət və status qeydləri vasitəsilə idarə olunur. Bütün PIC qeydləri yaddaş xəritəsidir və AHB3-Lite avtobus interfeysi vasitəsilə əldə edilir.

Qeyd bankı, Konfiqurasiya Nəzarətçiləri üçün tipik olan konfiqurasiya qeydiyyatı, aktivləşdirmə qeydləri, gözləyən qeydlər, xidməti qeydlər, prioritet qeydlər və şəxsiyyət reyestrindən ibarətdir.

Konfiqurasiya reyestri PIC -in iş rejimini təyin etmək üçün istifadə olunur. Tam Daxili Modda və ya Bərabər Prioritet rejimində işləyə bilər.

Hər kəsmə prioritetlər təyin edilə bilər və fərdi olaraq maskalana bilər. Bütün fasilələrin qlobal maskalanması da dəstəklənir.

Qeydiyyat bankı, gözlənilən fasilələrin prioritetlərini həll etmək və buna uyğun olaraq prosessora fasilə vermək üçün Priority Resolver və BTC (Binary-Tree-Comparator) ilə qarşılıqlı əlaqə qurur. Şəxsiyyət reyestri ən yüksək prioritet kəsilmənin kimliyini ehtiva edir.

Addım 3: RTL Dizaynı və Tətbiqi

PIC -in dizaynı, dizaynın ən vacib hissəsi olan prioritetlərin həllində gecikmənin azaldılmasına yönəlmişdir. Dizayn prioritetləri bir saat dövründə həll etdiyindən, Log2 mürəkkəbliyi olan mənbələrin sayının artması ilə performans pisləşir.

Dizayn uğurla həyata keçirildi və Artix-7 FPGA-larda aşağıdakı tezliklərə qədər vaxt yoxlanıldı.

• 15 mənbəyə qədər: 100 MHz
• 63 mənbəyə qədər: 50 MHz

Yalnız PIC tərəfindən əlavə edilən Gecikmə gecikməsi 3 saat dövrüdür (Prosessorun kontekstə keçmə vaxtı və ilk ISR təlimatının alınma vaxtı istisna olmaqla).

Addım 4: Mühüm Qeydlər və Əlavə edilmiş Fayllar

Vacib Qeydlər:

• AHB3-Lite interfeysi arzuolunmazsa, üst modulu dəyişə və PIC-in skelet dizaynından istifadə edə bilərsiniz. Bununla birlikdə, təqdim olunan test tezgahı AHB3-Lite Arayüzü olan IP üçündür.
• PIC IP v1.0 tamamilə portativ, çılpaq RTL dizaynıdır.
• Hər iki rejimdə işləmək üçün funksional olaraq təsdiqlənmişdir.

Əlavə edilmiş fayllar:

• VHDL -də dizayn kodları və test masası.
• Tam IP Sənədləri.

Açıq mənbəli bir dizayndır … İstifadə etməkdən çekinmeyin …

İstənilən vaxt, istənilən vaxt:

Mitu Raj