Guidon Yann

Dans la série « GHDL, le couteau suisse ultime pour la simulation numérique », nous allons étudier comment doter notre simulateur VHDL GNU favori d'un « serveur web ». GHDL pourra intégrer un module de communication supplémentaire pour interagir avec un navigateur comme Firefox. Cet article est réutilisable dans le contexte qu'il vous plaira : cette première partie développe l'accès au réseau et sa configuration, il ne contient que du code en C.

Le VHDL est un langage posé, réfléchi, standardisé, il ne laisse donc pas la place au hasard. Il a été conçu afin de remplir des objectifs précis et il fournit de nombreuses et puissantes fonctionnalités. Or il en manque une qui fait cruellement défaut et dont l'absence est très surprenante : on ne peut pas effectuer les opérations logiques de base (opérations booléennes ou de décalage de bits) sur les nombres entiers. Heureusement, cela n'est plus un problème insurmontable lorsqu'on dispose de GHDL, le simulateur libre pour lequel il est facile d'écrire des extensions puissantes.

En vadrouille, on veut s'embarrasser le moins possible. Mais si on veut faire du développement un peu complexe sur la route, il faut plus d’un ordinateur et un hub Ethernet devient nécessaire. Ce dernier est souvent accompagné d'un bloc secteur plus gros et lourd que le hub lui-même, et dans le cas traité ici, la tension d'entrée (220V 50Hz) n'est pas compatible avec la destination du voyage...

Les LFSR (registres à décalage à rétroaction linéaire) sont une famille de générateurs de bits pseudo-aléatoires. Ils sont techniquement les plus simples de tous, ce qui explique qu'ils sont couramment employés en informatique et en électronique. Nous allons étudier comment les réaliser en VHDL, en écrivant des unités génériques, portables, simulables et synthétisables, réutilisables dans de nombreuses situations. Plusieurs cas pratiques sont ensuite présentés.

Après avoir disséqué le langage VHDL, son implémentation par GHDL et l'extension graphique du numéro de septembre [1], passons à la pratique ! On en avait presque oublié que tous ces efforts pour accéder au framebuffer sont motivés par le besoin de Laura d'afficher confortablement les chiffres de sa montre. Maintenant que nous savons contrôler les pixels de l'écran lors d'une simulation, l'affichage est (quasiment) un jeu d'enfant ! Profitons-en pour découvrir de nouveaux aspects bien pratiques du langage VHDL, tout en faisant un peu de programmation graphique.

Pour rendre le VHDL plus attractif, continuons d'explorer les interfaces d'entrées/sorties auxquelles le simulateur GHDL nous permet d'accéder. Cette fois-ci, nous connectons des boutons poussoirs (sur une petite carte électronique externe) au port parallèle d'un PC pour rendre les simulations plus interactives. Mais que vient faire la fonction setuid() dans cette histoire ?

Vous avez besoin de transférer des informations d'un appareil à un autre, sans utiliser l'USB. Vous ne voyez pas l'intérêt d'acheter un rack 4U lorsqu'il s'agit juste d'envoyer un e-mail de temps en temps. Vous ne pouvez pas justifier l'emploi d'un PC normal à cause du prix, de l'encombrement, d'une alimentation de 350W et des ventilateurs, tout ça juste pour effectuer des tâches basiques. Pas de problème ! Les microserveurs web embarqués sont prévus pour cela.

Les variables d'environnement sont indispensables sous UNIX. Elles permettent aux programmes de communiquer (entre eux ou avec le système d'exploitation) quel que soit le langage et elles assurent l'interface avec les scripts en shell. Elles sont constamment utilisées pour l'automatisation des tâches, en particulier lors des tests de régression ou pour explorer l'influence de différents paramètres dans une simulation. Malheureusement, le langage VHDL ne prévoit rien à ce sujet. Nous allons ici examiner comment lire les variables d'environnement en C puis avec GHDL, et pour cela, il faudra trouver comment transmettre des chaînes de caractères entre notre simulateur préféré et du code en C. C'est le prétexte idéal à un voyage qui va nous faire explorer les entrailles d'Ada, de GCC, de POSIX et de leurs API et ABI...

Nous continuons notre exploration des richesses du langage VHDL en essayant toujours de lui faire faire ce pour quoi il n'a pas été prévu. D'ailleurs, un langage aussi puissant dépourvu de sortie graphique, c'est triste. Et nous aimerions agrémenter nos simulations par de jolis dessins ! Si vous avez suivi l'article précédent, sur la synchronisation en temps réel, vous vous doutez bien que c'est techniquement possible, mais que pour y arriver, la méthode va être... un peu tortueuse. Heureusement qu'il y a plein de choses intéressantes à apprendre en chemin : du POSIX, du Linux, un peu de trigonométrie et même une touche de Pascal...