Pentaradio 2009 02

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Contents

24.2.2009: FPGA

Inhalt

Teaser

einfaches Bsp1:

  • Atombombenabschusseinrichtung: &-Verknüpfung
    • Obama und Biden haben Key, Irisscanner, FP-Sensor, Gewichtssensor,

-> Alle Signale werden &-Verknüpft.

  • Taschenrechner mit +-Operation
    • Was passiert, wenn ich eine Taste drücke, dann '+' und noch

eine Taste und dann macht der Rechner die Summe. Jetzt wird Summierung neu erfunden

  • evtl. ein gutes Bsp ;)
  • Anwendungsbeispiele
    • Wo eingesetzt
    • Bastelbeispiele (z. B. Heise-Bausatz)
    • Quadrocopter (jetzt mit GPS)
    • krypto beschleuniger selber bauen
    • krypto hacking (siehe gsm)
    • kleine bis große prozessoren
    • system on chip (und ein wenig hardware drum herum)

kleine fpga einführung

  • warum will man fpga's /eigene hardware haben?
    • spieltrieb
    • algorithmen realisieren, die in software schwer/nicht möglich sind
    • hilfreich für viele bastel/hacking projekte
    • prototyping
  • Was ist / Wie funktioniert so ein FPGA (grob)?
    • realisiert digitale schaltungen
    • konfigurierbare logik gatter (lut's) und speicher, die relative frei verbunden werden können
  • Was braucht man dafür?
    • etwas wissen, wie digitale schaltungen prizipiell funktionieren
    • ein buch über vhdl oder verilog
    • simulatoren sind frei verfügbar
    • fpga development board
    • synthese/design software gibt es, teilweise mit einschänkungen, konstenlos dazu
  • Was muss ich tun, um so ein Ding zu nutzen?
    • hardware beschreiben
    • synthese
    • synthese ergebnis in den fpga laden
  • Bsp einer Bootsequenz (wie kommt das Programm da rein)
  • einsteigern kann es egal sein, wie der fpga funktioniert, da man seine hardware in abstrakter sprache beschreibt
  • erst wenn die hardware "schnell" werden soll, sollte man doch mal ins datenblatt sehen
  • etwas allgemeiner erklärt -> programmierbarer Schaltkreis für digitale Schaltungen
    • wird vom User programmiert
  • weitere Features:
    • Parallelverarbeitung
    • neu programmierbar (wenn fest eingelötet)

Programmierung

dann würde ich dazu kommen, wie man die sachen programmiert:

  • ich denke gängig sind verilog und vhdl
  • sehr einfache sprachformen (vergleich c in der software welt)
  • höhere sprachen sind leider unüblich bzw. hab ich bis jetzt nichts brauchbares gefunden. an dieser stelle könnte man ja erwähnen das hören gern alternative nennen sollen (es sei denn ihr kennt welche ;-) )

im dritten teil würde ich erzählen wie ein fpga dann wirklich funktioniert:

  • logik durch LUT
  • blockrams
  • ...
  • das ganze wird irgendwie verbunden
  • Vor- u. Nachteile
    • Parallelverarbeitung
    • Entwicklungszyklen
    • Leistungsgrenzen (Vergleich mit µProzessor)
    • kann in hohen Stückzahlen produziert werden.
  • Von wem kauft man das?
    • Xilinx Boards gibts in Deutschland bei trenz-electronic.de ab 150 €
  • Neue Entwicklungen?
    • What is the hottest new shit?

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