Entwurf und Implementierung eines adaptiven Prozessors in einer funktionalen Hardwarebeschreibungssprache

摘要

Seit der Vorstellung von VHDL und Verilog-HDL vor ca. 25 Jahren ist ein kontinuierlicher Trend der Verlagerung von HDL-Entwurfsbeschreibungen in immer hohere Abstraktionsebenen festzustellen. Auch Erweiterungen einiger funktionaler Programmiersprachen ermoglichen mittlerweile Beschreibungen von Hardware-Strukturen. Der vorliegende Beitrag fasst die Ergebnisse und Erfahrungen aus einem Projekt zur Umsetzung eines adaptiven Prozessors mit Hilfe der Hardwarebeschreibungssprache Lava HDL zusammen. Die fur einen Altera Cyclon II FPGA ermittelten Synthese-Ergebnisse sind vergleichbar mit denen eines VHDL-Handentwurfs, wobei die Lava-Beschreibung wesentlich kompakter ist. Die vorgestellte Prozessor-Architektur wird durch einen ebenfalls in Lava beschriebenen Coprozessor erweitert, der auf frei verbleibenden FPGA-Ressourcen implementiert wird.