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Un tutorial sulla programmazione degli FPGA (2/2)
Scritto da Alessandro Rusani il 10-01-2012 ore 05:22
Intel Parallel Studio XE 2015
Indipendentemente dalla tecnologia utilizzata per la memorizzazione del file logico, occorre un adeguato ambiente di sviluppo per la programmazione degli FPGA.

I linguaggi di programmazione del mondo informatico poco si prestano per essere utilizzati in questo campo, in quanto realizzati per sistemi logici basati su microprocessore molto più complessi degli FPGA. Pertanto i produttori di logiche programmabili preferiscono definire un linguaggio di programmazione proprio o utilizzare due linguaggi standard definiti dall' IEEE: il Verilog o VHDL (Virtual Hardware Language Descriptor), dedicati a questa tipologia di dispositivi.

I motivi per cui imparare a utilizzare gli FPGA sono molteplici, e vanno dalla didattica per lo studio dell'elettronica a microcontrollore, alla logica programmabile, alla possibilità di interfacciamento con una ampia categoria di dispositivi (DVI, HDMI, Fibre Channel, LVDS). Tali campi si avvantaggiano dalla semplicità di realizzazione delle fasi di progettazione, prototipazione e debug che risultano inoltre più veloci ed economici della realizzazione hardware "pura".

Su Internet non mancano esempi di progetti complessi basati su questa tecnologia, come le realizzazioni di completi emulatori di vecchi computer come il Mac Plus o l'Amiga 500, o stravaganti implementazioni come l'ocarina del videogioco The Legend of Zelda: Ocarina Of Time, o progetti per il calcolo puro come il dispositivo per decifrare le protezioni HDCP.

Per aiutare chi si avvicina a questo ambiente Mike Field sta realizzando un corso completo per sfruttare appieno la loro potenza, e al momento sono già disponibili i moduli relativi agli aspetti base della logica dei dispositivi, alla matematica binaria, ai bus di comunicazione e a come impostare l'ambiente hardware e di sviluppo per la programmazione.

Per la realizzazione del tutorial, suddiviso in sedici parti, Field ha preferito utilizzare il linguaggio standard VHDL piuttosto che il più diffuso Verilog in quanto il primo, secondo la sua esperienza, risulta più rigoroso e semplice da interpretare, soprattutto per le persone che si avvicinano per la prima volta a questa particolare branca dell'elettronica e della programmazione.

Come prerequisiti sono richiesti concetti base della programmazione a basso livello (ad esempio linguaggio C o Assembly), nozioni di algebra booleana ed è consigliata la conoscenza e comprensione degli schemi circuitali per la progettazione digitale; nel qual caso si volessero mettere in pratica gli esempi proposti, sono richiesti un PC equivalente a un modello entry-level che utilizzi Windows XP, Windows 7 o Linux (CPU Dual core con 2 GB di RAM, un disco rigido con almeno 20 GB di spazio libero), una connessione a banda larga con un piano tariffario che consenta di scaricare il software di progettazione di dimensioni dell'ordine dei GB, e l'acquisto di una scheda di sviluppo FPGA, (per il corso sono consigliate il modello Basys2 Digilent, o una Papilio One)
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