FPGA MOVE architecture as a method for interfacing peripheral modules

摘要

In the article MOVE architecture based processor organization is proposed. That organization seems to suit highly hardware intensive tasks in FPGA better than von Neumann based soft processors. The resulting structure is largely scalable without the need for software rewriting and without problems such as cycle stealing. A proposition of that architecture has been described and an example of Cartesian machine driver provided.%Architektura MOVE jest architekturą z wieloletnimi tradycjami, która jest raczej powszechnie, zdaniem autora, niedoceniana. Pozwala ona na taką organizację procesora, aby z jednej strony nie przerzucać ciężaru rozwiązania na część programową a z drugiej zachować bardzo dużą elastyczność, skalowalność i przejrzystość wynikowego rozwiązania. Wykorzystanie takiego rozwiązania pozwala bardzo łatwo dodawać/usuwać i modyfikować moduły procesora bez zmiany pozostałych jego części. Konieczność zmiany oprogramowania występuje tylko wtedy, kiedy należy zmienić sposób komunikacji z pozostałymi modułami. Samo programowanie jest proste, ponieważ dotyczy tylko sekwencji komunikacyjnych na szynie i ma formę krótkich niezależnych i niepowiązanych ze sobą programów dotyczących zdarzeń. W artykule opisano strukturę takiego procesora jak również przedstawiono przykład sterownika do maszyny kartezjańskiej opartego na tego typu rozwiązaniu. Proponowana struktura jest wysoce zmodularyzowana. Taka organizacja pozwala skoncentrować się na pisaniu dopasowanych do sprzętu fragmentów struktury bardzo istotnych dla efektywności wynikowego procesora. Komunikacja między modułami odbywa się natomiast w ramach sformalizowanej struktury procesora MOVE i jej zaplanowanie jest w dużej części zautomatyzowane. Struktura powiązań między modułami jest także, zdaniem autora, czytelna i łatwa do zaprojektowania. W szczególności autor chciał zwrócić uwagę na bardzo łatwą skalowalność, rozumianą jako możliwość powielania gotowych modułów w ramach istniejącej struktury procesora, na przykład dodawanie nowych napędów do sterownika. Pokazane zostało to na przykładzie sterownika silników do maszyny kartezjańskiej.