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Forum: FPGA, VHDL & Co. Verbindungs- bzw. Verdrahtungsarchitektur


Autor: Andre (Gast)
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Hallo an das Forum,

ich versuche mich gerade mit dem prinzipiellen Aufbau eines FPGAs 
auseinander zu setzen.

Genauer geht es um die symmetrische und hierarchischen Verbindungs- bzw. 
der Verdrahtungsarchitektur.

Bei der symmetrischen Verdrahtung werden die Logik-Einheiten in einer 
Matrixstruktur gefasst und mit verschieden langen Segmenten verbunden.

Was ist jetzt genau unter hierarchisch zu verstehen? Sind damit die 
verschiedenen Segmentlängen gemeint?

Danke
Andre

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Genauer geht es um die symmetrische und hierarchischen
> Verbindungs- bzw. der Verdrahtungsarchitektur.
Woher hast du diese Begriffe?

> Bei der symmetrischen Verdrahtung werden die Logik-Einheiten in einer
> Matrixstruktur gefasst und mit verschieden langen Segmenten verbunden.
Wer behauptet das?

Autor: Andre (Gast)
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Lothar Miller schrieb:

> Woher hast du diese Begriffe?
Ich lese gerade das Buch von Kesel und Bartholomä: Entwurf von digitalen 
Schaltungen und Systemen mit HDLs und FPGAs. 2. Auflagen Abschnitt 3.8.3

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>>> Bei der symmetrischen Verdrahtung werden die Logik-Einheiten in einer
>>> Matrixstruktur gefasst und mit verschieden langen Segmenten verbunden.
>> Woher hast du diese Begriffe?
> Ich lese gerade das Buch von Kesel und Bartholomä:
Hört sich an wie das Geschwafel eines Verkäufers...  :-/
Oder eine nicht ganz gelunge Übersetzung eines englischen Originals...
Oder die sehr abstrakte Beschreibung eins Vorgangs, der Routing heißt.

Sieh dir doch mal das Datenblatt eines aktuellen FPGAs an. Die 
Xilinx-Datenblätter zum Spartan 3 haben da eine schöne 
Architekturbeschreibung.

Autor: dr.Schmock (Gast)
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gutes Buch

Autor: Andre (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Hört sich an wie das Geschwafel eines Verkäufers...  :-/
> Oder eine nicht ganz gelunge Übersetzung eines englischen Originals...
> Oder die sehr abstrakte Beschreibung eins Vorgangs, der Routing heißt.

Ich finde das Buch bisher auch super.

Nur der Punkt ist es mir noch nicht ganz klar, wie da die Beziehungen 
sind. Hab gerade in das Datenblatt des beschrieben Fpga VirtexII von 
Xilinx geschaut. Hier ist die Beschreibung auch nicht besser.

Autor: berndl (Gast)
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Also deine Frage verstehe ich nun wirklich auch nicht richtig...

Symetrisch/Hierarchisch? Ein FPGA besteht aus einer x/y Anordnung von 
gleichen Bloecken (typisch LUT plus FF). Ein Block A hat von einem Block 
X ein gewisses, geometrisch bedingtes Routing und damit ein Delay. Jetzt 
gibt es noch die Schweinereien wie Carry-Bits zwischen Nachbarn um 
bestimmte Sachen zu optimieren.

Das ganze ist 2-dimensional. Also viel Spielraum fuer Hierarchie bleibt 
da nicht...

Autor: Andre (Gast)
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Also so ich es bisher verstanden habe, ist unter symmetrisch die 
2-dimensionale Anordnung der CLB (Xilinx)gemeint.


Die hierarchische Anordnung bezieht sich wohl auf die Art der Verbindung 
zwischen den CLBs (siehe Bild). Es soll wohl bei einem bestimmten Pfad 
nicht jede PIP (programmable interconnect point) angesteuert werden. 
Deswegen hat man wohl verschiedene arten von Verbindung eingeführt.

Wo ist aber zB. die Fast Connection (siehe Bild) auf dem FPGA platziert?

Autor: Duke Scarring (Gast)
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Andre schrieb:
> Wo ist aber zB. die Fast Connection (siehe Bild) auf dem FPGA platziert?

Ähm. Ich rate mal: Im routing layer?

Welche Antworten stellst Du Dir da ungefähr vor?

Duke

Autor: Andre (Gast)
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Duke Scarring schrieb:
> Welche Antworten stellst Du Dir da ungefähr vor?

Ich würde gerne wissen, auf welchen Ebenen es welche Arten von 
Verbindungen gibt. Also welche Verbindungsart Trifft auf die Slices zu, 
welche Verbindungsarten werden eine Ebenen höher für die CLBs und 
IOBsverwendet usw.?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Innerhalb von CLBs gibt es fertige (dauernd vorhandene) Verbindungen, 
die nur noch über Multiplexer umgeschaltet (bzw. konfiguriert) werden 
müssen.

Ausserhalb der CLBs läuft (fast) alles über den (langsamen) Routing 
Layer, wobei es auch dort spaltenweise schnelle vorgrfertigte 
Verbindungen (z.B. die Carry-Chain) gibt.

Wie ich dort allerdings die Begriffe "symmetrisch" und "hierarchisch" 
unterbringen soll, ist mir schleierhaft...

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