English version of this page
Next: Mehrfädigkeit  Up: Entwurf  Previous: Kodierung für die Implementierung  Inhalt


Synthese

Im Endstadium des Prototypenentwurfs benötigt das Expandieren (Grundsynthese) aller enthaltenen Blöcke sowie die Synthese mit Mapping und PAR zusammen ungefähr anderthalb Stunden auf einem Pentium-III mit 500 MHz. Dabei wird ein Arbeitsspeicher von rund 150 MB benötigt.

Die synthetisierte Schaltung enthält 853 Flip-Flops sowie 109 Latches und entspricht damit einer Größe von rund 27200 Gatteräquivalenten. Darin sind bis auf die Multiplikation und die Division alle Befehle aus Tabelle 4.2 enthalten. Nur die Befehle der Prioritätenstufen 2 und 1 konnten aus Platzgründen nicht in den Prototypen aufgenommen werden. Stattdessen wurden weitere sechs Befehle aus den erweiterten Bytecodes implementiert, um einerseits die Befehlsfolgen der Mikrocodes nicht verändern zu müssen und andererseits die Tests einfacher zu gestalten.

Die volle Anzahl von 1296 konfigurierbaren Logikblöcken des XC4036XL wird problemlos geroutet. Es werden noch Testpins herausgeschleift, die eine dem Problem angepaßte Verteilung der Blöcke teilweise verhindern. Es steht also zu erwarten, daß bei der endgültigen Implementierung des FPGA das Verbinden der CLB zu einem besseren Zeitverhalten und damit zu einer höheren möglichen Taktfrequenz führt. Aber auch so wird das Ziel des externen Taktes von 20 MHz erreicht.

Der Pipeline-Prototyp entspricht einer Größe von rund 27200 Gatteräquivalenten und ist damit ungefähr zweieinhalbmal so groß wie der Kern eines Intel 8051 Mikroprozessors mit ungefähr 11000 Gatteräquivalenten. Bei diesem handelt sich um einen in der Industrie gern eingesetzten 8-Bit-Mikrocontroller mit Multiplikation und Division, internem Taktgenerator und Vollduplex-UART-Schnittstelle.

Möchte man einen Vergleich mit 32-Bit-Prozessoren durchführen, so drängt sich der ARM-Kern (Advanced RISC Machine) auf, der häufig als Prozessor- oder Controllerkern verwendet wird. Auf Anfrage bei Alcatel Microelectronics wurde eine Größe von rund 40000 Gatteräquivalenten für einen ARM7TDMI angegeben, der auf eine Datenbusbreite von 32 Bit und eine Adreßbusbreite von ebenfalls 32 Bit ausgelegt ist.



Next: Mehrfädigkeit  Up: Entwurf  Previous: Kodierung für die Implementierung  Inhalt
Robert Zulauf
2000-04-27