DIG222802 AULA11

Apresentação

Olá Alunos,

Na semana que passou realizamos o estudo de memórias, mostramos o que são estes dispositivos e como funcionam. Agora vamos mudar o foco e dar uma introdução ao VHDL utilzada para atividades de projeto de hardware digital já envolvendo certa complexidade...

Bons Estudos!

Prof. Douglas A.

Objetivo

• Introduzir os conceitos básicos de VHDL.

Definições e Abreviaturas

ASIC (Application Specific Integrated Circuits) Circuito integrado de aplicação específica.

CPLD (Complex Programmable Logic Devices) Dispositivo lógico programável complexo.

FPGA (Field Programmable Gate Array) Arranjo de portas programável em campo.

VHDL (VHSIC Hardware Description Language). A sigla é derivada de outra abreviatura - VHSIC (Very High Speed Integrated Circuits), já que seu objetivo inicial era voltado ao projeto de circuitos integrados de altíssima velocidade.

VHSIC (Very High Speed Integrated Circuits) Circuito integrado de altíssima velocidade.

Histórico

Nas décadas de 70 e 80 foi posto em prática um programa do Departamento de Defesa (DoD) americano, para desenvolvimento de circuitos integrados de alta velocidade, denominado VHSIC e originado da preocupação de domínio das tecnologias envolvidas. Desde o princípio, anteviu-se o problema de representação dos projetos segundo uma linguagem que fosse comum às várias empresas envolvidas e que permitisse uma documentação fechada e clara para projetos de complexidade crescente. Nesta mesma época, já havia no mercado de computação a chamada crise do software, caracterizada pela dificuldade de gestão, documentação e sistematização do ciclo de vida do software (que envolve, em termos gerais, todas as atividades de relativas à sua criação e uso)[1]. O problema surgiu inicialmente no software porque era no software que se desenvolviam as aplicações, que tornavam o produto particular para um uso específico. Isso fazia com que um grande volume de projetos fossem conduzidos, quase sempre com muita complexidade e pouco método. No hardware a questão era mais bem controlada, pois os projetos eram, em geral, mais genéricos, especialmente para o hardware digital. Os projetos de microprocessadores, que eram os mais complexos, visavam na maior parte dos casos o uso geral. Um mesmo microprocessador seria utilizado em várias aplicações, seria reproduzido e testado aos milhões. Isso significava que o investimento em um único projeto poderia ser muito maior, inclusive em termos de especificação e testes. A evolução da metodologia de projeto de software foi então natural, em função dos argumentos sustentados pela crise. Hoje ainda é grande o desenvolvimento de novos métodos e a busca por uma linguagem descritiva universal, como o UML, para especificação e projeto de software orientado a objetos.

A questão preocupante quanto ao hardware, para o programa VHSIC americano, era que alguns fatos indicavam para uma evolução do mercado que faria surgirem problemas semelhantes aos apresentados pela crise de software. Entre estes fatos:

A) A fabricação de circuitos integrados deixava de ser exclusiva de alguns poucos fabricantes. Surgiam empresas especializadas na fabricação de projetos de terceiros, o que permitiria, em conjunto com o desenvolvimento de tecnologias de fabricação menos custosas, a criação de CIs de uso específico para certas aplicações.

B) As novas tecnologias de fabricação (abaixo de 2mm, na época) permitiam um aumento de densidade dos CIs, com conseqüente aumento de complexidade.

C) Surgiam componentes de lógica programável (PLDs e PALs), inicialmente de pequena densidade, mas que poderiam evoluir para densidades muito maiores rapidamente. Tais componentes poderiam criar, como de fato ocorreu posteriormente, um grande mercado de projetos de pequena escala e aplicações específicas, muito parecido com o mercado de projetos de software.

A criação de uma linguagem de descrição de hardware patrocinada pelo programa e, em paralelo algumas outras linguagens criadas pela indústria, foi então uma decorrência natural. Em 1987, o VHDL foi normalizado pelo IEEE, tornando-se um padrão mundial, ao lado do Verilog, uma alternativa também expressiva no mercado de projetos de hardware. Hoje, praticamente todas as ferramentas de desenvolvimento de hardware computadorizadas aceitam essas linguagens como entrada, de forma que um projeto baseado em VHDL ou Verilog pode ser implementado com qualquer tecnologia.

Organização da próxima aula

Olá Alunos,

Próxima aula mais de VHDL e FPGA.

Prof. Douglas A.

Referências

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