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Forum: FPGA, VHDL & Co. Entwickeln von Prozessoren


Autor: Vertex (Gast)
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Hi!
Habe mich in letzter Zeit mal wieder mit digtal Technik auseinander
gesetzt. Also von den Grundbegriffen wie AND, OR, XOR usw. bis hin zu
den versch. Flip Flops.

Mich würde allerdings auch mal reizen, sehr viel tiefer in die Thematik
einzu gehen, bis hin, zum Entwickeln eines Prozessors.

Bislang habe ich mir schon viel Gedanken zum Thema ALU gemacht.
Bitweise UND, ODER, NICHT, Exkl-ODER usw. sind ja nicht schwer.
Addition und Subtraktion in einem Rutsch durchführen ist auch nicht
schwer. Wie aber z. B. eine Multiplikation und Division durchgeführt
werden kann, ist immer noch ein Rätzel für mich. Weiterhin frage ich
ich auch, wie Bitshifting in einem einzigen Takt möglich sein soll.

Um jetzt zwischen den einzelnen Funktionen zu unterscheiden, braucht
man ja soetwas wie ein OpCode. Wie wird soetwas umgesetzt? Sicherlich
mit Multiplexer oder so, aber mich interessiert halt, wie das genau
funktioniert.


Suche halt gute Informationen zu diesem Thema.

Es gibt ja diesen VHDL Simulator, der für digital. Bauelemente
konzipiert wurden ist. Damit kann man aber nur programmieren. Gibt es
dafür kostenlose CAD Programme, mit den man auch die digit. Schaltung
zeichnen kann?(Speziell für Prozessoren)

Generell wäre das auch ein Thema, das ich studieren würde. Wie heißt
diese Fachrichtung?

mfg olli

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

digital multipliezieren kann man auf diverse Arten. Die simpelste ist
wohl http://de.wikipedia.org/wiki/Russische_Bauernmultiplikation

Das Shiften um mehrere Bits in einem Takt macht man mit sog. Barell
Shiftern. Das googeln nach der genauen Realisierung überlasse ich dir.

Matthias

Autor: Björn (Gast)
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VHDL-Synthese
von Jürgen Reichardt, Bernd Schwarz
ISBN: 3486273841

In diesem Buch wird nen kleiner RISC-Prozessor entworfen.

Gruß

Autor: Sven Johannes (Gast)
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Moin...

Jo, meine FH-Profs! Den schei** RISC kriegt jedes Semester vor den Latz
und darf ihn erweitern.

Das Buch ist streckenweise mit Vorsicht zu geniessen aber die
Grundlagen kommen gut rüber.

--
 Sven Johannes

Autor: Vertex (Gast)
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Danke euch!
Ja, das mit russischen Multiplikation kannte ich schon, Problem ist nur
das man das ganze nicht Parallel durchführen kann. Aber dazu habe ich
jetzt genügend Google-Material :)

Barrel-Shifter war genau das, was ich gesucht hatte!

Das Buch werde ich mir auf jedenfall bestellen.

Ist es eigentlich unbezahlbar. einen Prototyp einer selber entw.
IC-Schaltung von einem Labor herstellen zu lassen?

mfg olli

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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> Ist es eigentlich unbezahlbar. einen Prototyp einer selber
> entw.IC-Schaltung von einem Labor herstellen zu lassen?

Ja. Aber dafür gibt's ja FPGAs.

Autor: Vertex (Gast)
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Andreas Schwarz: OK, damit werde ich mich auch mal befassen.

Bei Amazon habe ich noch
http://www.amazon.de/exec/obidos/ASIN/3446193308/r...
gefunden. Das ist denke ich eher ein Buch für mich. Bin in der
Ausbildung zum techn. Assistent für Informatik - besitze somit nur
Grundwissen in digital Technik(UND, ODER, NICHT, RS-FlipFlop das wars)
und Physik(Wissen über bipolare Transistoren). Da steht jedoch, dass es
für Igeneure und Studenten geschrieben ist. Wäre es somit ein Fehlkauf?

mfg olli

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Das Buch ist schon ok, aber ich würde mir an deiner Stelle erst mal ein
Grundlagenbuch über Digitaltechnik anschauen. Vielleicht findest du
auch ein Skript einer Digitaltechnik-Vorlesung im Internet,
Schaltwerksentwurf und Von-Neumann-Rechner sollten da ausführlich
behandelt werden.

Autor: Stefan May (Gast)
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Also wenn man nicht unbedingt alles Bottom-Up entwickeln will, dann darf
man ruhigen Gewissens auch einfach schreiben:

    Q <= A * B;

Dann hat der VHDL-Compiler zumindest die Möglichkeit hier zu
optimieren. Einige FPGAs enthalten fertige Multiplizierer, z.B.
Spartan3 hat beim kleinsten (XC3S50) vier Multiplizierer, der größte
(XC3S5000) hat stolze 104 Multiplizierer. Wofür braucht man das? FPGAs
erobern immer mehr Bereiche, in denen vorher DSPs verwendet wurden.

Mein Buchtip:

http://www.amazon.de/exec/obidos/ASIN/3486258095/q...

Da steht nicht nur was zu Digitaltechnik drin, sondern es wird auch ein
Prozessor entwickelt.

ciao, Stefan.

Autor: dose (Gast)
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Autor: Vertex (Gast)
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Nochmals Danke!

Stefan May: Mir geht es eher darum, das ganze mit UND, ODER und NICHT
umzusetzen.

Habe mal das "Prozesserbau"-Buch bestellt, da gleich ne CD mit dabei
ist(ich finde irgendwie keinen gescheiten Simulator bei google). Habe
ja noch 30 Tage Rückgaberecht, so das ich mir auch das VHDL-Synthese
Buch kaufen kann.

Was ich jetzt noch gefunden habe:
http://www.informatik.tu-cottbus.de/~wwwteci/stude...
Konnte noch nicht alles lesen, aber die Einführung ist nicht
schlecht(Geschichte, Zahlensysteme, Gatter, Addierer, usw.) bishin zur
Erklährung von OpCodes.

mfg olli

Autor: Stefan May (Gast)
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Hi Vertex,

Der Bottom-Up-Entwurf ist ungleich schwieriger. Ich kann Dir nur
empfehlen, soviel wie möglich auf dem Papier zu machen. Mit echter
74er-Logik haben schon viele Leute sowas gemacht, suche mal mit Google
nach TTL-CPU. Wenn Du einen Prozessor verstehen willst, dann würde ich
Dir den umgekehrten Weg empfehlen.

Einen gescheiten Simulator: Modelsim. Bekommt man als Modelsim XE
(Xilinx Edition) bei Xilinx. Es gibt eine Begrenzung der
Geschwindigkeit, man sollte also Geduld mitbringen.

Willst Du das ganze eigentlich nur Simulieren?

ciao, Stefan.

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