samedi 18 septembre 2021

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Raspberry Silicon et le processus de conception du RP2040

Si vous souhaitez en savoir plus sur le dernier ajout à la gamme Raspberry Pi sous la forme du microcontrôleur Raspberry Pi Pico et de son nouveau Raspberry Silicon, un nouvel article publié sur le blog officiel Raspberry Pi pourrait faire l’objet d’une enquête plus approfondie. Liam Fraser en explique plus sur le nouveau Raspberry Silicon et le processus de conception du RP2040 au cœur du nouveau microcontrôleur Pico. La puce Raspberry Silicon RP2040 est en développement depuis 2017, et Fraser explique que les puces informatiques sont de conception extrêmement compliquée, en particulier la première d’une entreprise, nécessitant la création de plusieurs composants fondamentaux, qui peuvent être utilisés lors du développement futur de la puce.

«Une fois l’architecture de la puce spécifiée, l’étape suivante du projet est la conception et la mise en œuvre, où le matériel est décrit à l’aide d’un langage de description de matériel tel que Verilog. Verilog existe depuis 1984 et, avec VHDL, a été utilisé pour concevoir la plupart des puces existantes aujourd’hui. Alors à quoi ressemble Verilog et comment se compare-t-il à un logiciel d’écriture? »

«Un simulateur vous permet de simuler toute la conception de la puce, ainsi que certains composants supplémentaires. Dans le cas du RP2040, nous avons simulé RP2040 et une puce flash externe, ce qui nous a permis d’exécuter du code à partir du flash SPI dans le simulateur. C’est la beauté de la conception matérielle: vous pouvez concevoir du matériel, puis écrire du code C pour le tester, puis le regarder tout exécuter cycle par cycle dans le simulateur. L’inconvénient des simulateurs est qu’ils sont très lents. La simulation d’une seule seconde d’une puce peut prendre plusieurs heures. Le temps de simulation peut être réduit en testant des blocs de matériel indépendamment du reste de la puce, mais même dans ce cas, il est encore lent. C’est là qu’interviennent les FPGA »

«Les FPGA (Field Programmable Gate Arrays) sont des puces qui ont une logique reconfigurable et peuvent émuler les parties numériques d’une puce, permettant de tester la plupart de la logique de la puce.

Les FPGA ne peuvent pas émuler les parties analogiques d’une conception, telles que les résistances intégrées à l’USB PHY du RP2040. Cependant, cela peut être estimé en utilisant du matériel externe pour fournir une fonctionnalité analogique. Les FPGA ne peuvent souvent pas exécuter une conception à pleine vitesse. Dans le cas du RP2040, le FPGA était capable de fonctionner à 48 MHz (contre 133 MHz pour la puce à part entière). C’est encore assez rapide pour tester tout ce que nous voulions et également développer des logiciels. Les FPGA ont également une logique de débogage intégrée. Cela permet au concepteur de matériel de sonder les signaux dans le FPGA et de les visualiser dans un visualiseur de formes d’onde similaire au simulateur ci-dessus, bien que la visibilité soit limitée par rapport au simulateur. »

La source : Blog Raspberry Pi

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