Couverture ElectroniqueS n°127

Pour les systèmes embarqués intégrant des FPGA, Altium propose avec Nexar une solution de développement matérielle-logicielle destinée au plus grand nombre. Le marché de la conception d'applications à base de FPGA intéresse de plus en plus les éditeurs traditionnels de CAO (voir « Tendance », p. 38). Mais, jusqu'à présent, les solutions issues de ces sociétés étaient plutôt destinées aux développements de FPGA haut de gamme (comme par exemple le flot FPGA Advantage de Mentor). Avec sa gamme de produits Nexar, Altium vise délibérément un marché beaucoup plus vaste : celui des développeurs de systèmes embarqués avec des FPGA de moyenne gamme, à 1 million de portes ou moins (dont le prix moyen est de 20 $), qui ne connaissent pas forcément toutes les arcanes de la programmation en VHDL. Traditionnellement, ces ingénieurs développaient leurs fonctions sur carte et s'orientent désormais vers des FPGA pour une meilleure intégration. C'est pour ce public très large qu'Altium propose sa plate-forme Nexar qui intègre des outils de développement matériel, des outils de développement pour le logiciel enfoui, une bibliothèque de blocs IP présynthétisés, des instruments virtuels et une carte de développement.Côté CAO, Nexar fournit un environnement dans lequel l'utilisateur construit son application, en interconnectant de manière graphique des blocs entre eux : la méthode de travail est identique à celle que l'on retrouve en conception de circuits imprimés où l'on relie graphiquement des composants. Les blocs peuvent être des c&oelig;urs de microprocesseurs ou des blocs d'entrées sorties périphériques. Ces blocs IP, au nombre de 74, sont présynthétisés, prévérifiés et libres de droits d'utilisation.Pour l'instant, les c&oelig;urs de processeurs disponibles sont des architectures 8 bits (Z80, 8051 et PIC 165). Quant aux périphériques, on trouve des contrôleurs pour le bus CAN, le bus I2C, des écrans VGA, des compteurs, des interfaces RS-232, des blocs UART, etc. Au sein de cette conception graphique, il est aussi possible de rajouter des « boîtes noires » à l'intérieur desquelles une fonction est décrite en code VHDL.De plus, pour faciliter les opérations de vérification et de débogage, Nexar propose une bibliothèque d'instruments virtuels sous forme de modèles IP présynthétisés que l'on peut intégrer physiquement dans le FPGA. Sont ainsi mis à disposition un analyseur logique, des compteurs, des générateurs, un instrument de surveillance des entrées sorties, etc. Ces instruments sont dotés d'une interface graphique intuitive, exactement comme un instrument réel, afin de faciliter l'examen des signaux internes du circuit.Une carte pour valider son systèmeUne fois l'application construite, l'outil de synthèse intégré, développé par Altium, connecte physiquement les différents blocs au sein de la structure du FPGA choisi et génère une netlist au niveau interconnexions. A noter que la technologie retenue pour les liaisons entre IP est conforme aux spécifications de l'OCP-IP (Open core protocol international partnership). Au besoin, l'utilisateur peut se connecter aux outils de placement-routage des fabricants de FPGA, pour lesquels des interfaces ont été développées (les environnements Quartus d'Altera et ISE de Xilinx).Lorsque cette opération de programmation est réalisée, la plate-forme Nexar dispose d'une carte de développement, baptisée NanoBoard, sur laquelle le FPGA est implanté sur une carte mezzanine. Cette carte est directement connectée à un PC par le biais d'un port parallèle, et plusieurs NanoBoard sont susceptibles d'être chaînées pour les applications à plusieurs FPGA. Il est ainsi possible de contrôler les opérations de lecture/écriture sur les registres et mémoires associés aux c&oelig;urs de processeurs implantées dans le FPGA.L'utilisateur peut alors démarrer le travail de programmation du code et de débogage logiciel, via une interface Jtag implantée sur la carte. Pour l'assister dans cette tâche, l'environnement intègre une chaîne de développement (compilateur, assembleur, éditeur de liens et débogueur) pour chaque processeur 8 bits supporté. Nexar comprend en outre l'outil de compilation Viper (technologie issue de Tasking qui a été rachetée par Altium) pour les codes embarqués écrits en C ou en assembleur.Enfin, une fois le FPGA testé et vérifié, une interface avec les outils de conception de circuits imprimés d'Altium (notamment P-Cad de Protel) permet d'intégrer le circuit dans son environnement final. La plate-forme Nexar assure actuellement le support des FPGA de la série Spartan-IIE de Xilinx et Cyclone d'Altera, mais ne prend pas en charge les c&oelig;urs de processeurs de ces deux fabricants, à savoir MicroBlaze et Nios respectivement. Elle est commercialisée à un prix annuel de licence par siège de 8 000 $.

Développer facilement un système embarqué à base de FPGA : les outils se démocratisent

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure

Développer facilement un système embarqué à base de FPGA : les outils se démocratisent

Dans la même rubrique

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure