Free IP Project Kostenlose IPs für das FPGA-Design

In enger Zusammenarbeit mit der Firma Gleichmann Electronics Research hat FPGA-Talk.de das »Free IP Project« ins Leben gerufen. Dabei handelt es sich um eine Plattform auf der professionell entwickelte, aber auch freie IPs kostenlos für Testzwecke zur Verfügung gestellt werden.

Basis des Free IP Projects ist ein IP-Handling-Tool das von Gleichman Electronics Research entwickelt wurde. Dieses Tool, genannt AMBA IP Manager (AIM), enthält eine graphische Eingabe für IP Blöcke, die dann automatisch miteinander verdrahtet werden und es wird eine Top-Level-VHDL-Netzliste erzeugt. Daraus kann man dann automatisch ein Altera FPGA programmiert werden. Pinning-Informationen können für FPGA Boards definiert werden und fließen automatisch in das FPGA Layout ein.

Zum Start des Free IP Projects hat Gleichman Electronics Research einen ersten Satz IPs zur Verfügung gestellt, darunter Bus Arbiter, Bridges, Interrupt Controller. Ziel ist es, dass das IP-Angebot im Laufe der Zeit von der Community erweitert wird. Den Rest sollte im Laufe der Zeit die Community tun. Um das Know-how zu schützen, wird auf das Altera Encryption-Verfahren zurückgegriffen. Somit steht ein IP unter folgenden Bedingungen zur Verfügung:

IP Project: Wenn man einen neuen IP entwickelt, kann man während der Entwicklungsphase den IP einstellen. Andere Benutzer können den IP testen und kommentieren, sodass optimale Verbesserungen möglich sind. Des Weiteren sollen hier auch komplette Lösungen von Universitäten für Universitäten zu finden sein.

University IP: Netzliste (VHDL oder Verilog), unbegrenzt nutzbar, unbegrenzt modifizierbar.

Professional IP: Encryptete Netzliste. Diese Netzliste ist voll funktionsfähig, läuft aber nur solange der PC angeschlossen ist und sie ist nur 1 Stunde lauffähig. Danach muss das System rückgesetzt werden.

Das Encryption-Verfahren übernimmt GE-Research kostenlos, auf Wunsch kann der IP Anbieter dabei sein. Zudem vergibt Gleichmann Research allen IPs eine eineindeutige Nummer.

Als Bussystem kommt bei allen Projekten nur den ARM AMBA Bus zum Einsatz. Dabei handelt es sich um ein schnelles und professionelles Bussystem, definiert durch die Firma ARM. Momentan werden nur die gemäß AMBA Spezifikation 2.0 definierten AHB/APB Busse unterstützt, aber noch in 2012 wird das System auf die Spezifikation AMBA4.0 (AXI-Bus) erweitert.

Gleichmann Research hat für all seine IPs Linux Treiber bereitgestellt, der AMBA IP Manager bindet die IP direkt so ein, dass Linux ohne weitere zusätzliche Arbeiten direkt die Treiber mit den entsprechenden Parametern laden kann.

Zu einem System gehört neben den IP auch eine Hardware. Hier werden neben den GE-Research Boards die kostengünstigen Boards von Terasic (Vertrieb: ElCamino GmbH unterstützen. Und zwar:

  • DE-Nano-Board (Altera CycloneIV)
  • DE0 (Altera CycloneIII)
  • DE2-115 (Altera CycloneIV)
  • Hpe_IRP2 (Altera Arria2 plus Intel Atom oder Nvidia Tegra2)

Für diese Boards ist das Pinning hinterlegt, sodass man wirklich das FPGA auf Knopfdruck erzeugen kann. Die Programmierung des Pinnings ist offen gelegt, dadurch lassen sich beliebige weitere Boards unterstützen. Für diese Boards stellt Gleichmann Research seinen JTAG-Analyzer zur Verfügung, und zwar im Scan Modus, d.h. alle I/Os des FPGAs können gelesen werden. Registrierten FPGA-Talk Usern werden die Erweiterungen Extest (I/O können getrieben werden) und Python Programmierung(Schreiben kompletter Testsequenzen) mit einem Rabatt von 50 Prozent angeboten.