Guidon Yann

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 ?

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...

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.

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...

Au menu de cet article, vous trouverez de la programmation parallèle au parfum d'Ada, du POSIX dans sa garniture de C, le tout lié dans une sauce à la GCC. Il faut bien tous ces ingrédients pour qu'un programme en VHDL puisse être synchronisé avec l'horloge de la cuisi^W^Wl'ordinateur. Cela nous permettra par la suite de simuler des circuits (pas très complexes) en temps réel. Pour y arriver, il va quand même y avoir du travail puisque le VHDL n'est pas prévu pour cela. Heureusement, il y a des astuces, mais avant de les comprendre, il va falloir explorer certaines subtilités de ce langage...

Cet article poursuit l'exploration du langage VHDL, présenté dans deux articles récents [2][3]. Nous avions donné quelques exemples de la syntaxe de base, sans nous intéresser aux logiciels. Il est temps de passer de la théorie à la pratique !Le VHDL est un langage de description de matériel qui peut être simulé sur ordinateur. On peut ainsi exécuter le programme codé en VHDL pour s'assurer de son fonctionnement parfait avant de l'implanter dans une puce. Pour cela, il faut normalement utiliser un compilateur pour transformer le code et un simulateur qui exécute ce code. GHDL permet ces deux fonctions et même plus, nous allons voir comment l'utiliser avec quelques exemples.

Tristan Gingold n'est pas Linus Torvalds, mais ces deux adeptes du Libre ont au moins trois choses en commun. D'abord, leur caractère tranquille, facétieux et bienveillant. Ensuite, ils ont commencé leurs projets respectifs parce qu'ils ne trouvaient pas le logiciel désiré avec une licence suffisamment accessible. Enfin, et surtout, leurs projets sont essentiels pour le monde des logiciels libres...Tristan s'est donc lancé dans la création d'un simulateur VHDL, écrit en Ada et basé sur GNAT/GCC, au moment même où d'autres fous furieux ont démarré des projets de processeurs libres (comment ça, « ça sent le vécu » ?). Mais lui a réussi, tout seul, à fournir un outil libre complet et respectant les standards : c'est tellement remarquable qu'il fallait que je le rencontre pour en discuter...

Après un aperçu des rudiments de la syntaxe du langage, présenté par Laura Bécognée dans le hors série de Linux Magazine n°47, intéressons-nous maintenant à des concepts et techniques de plus haut niveau, dont certaines ont été introduites par VHDL'93. L'article ne vous permettra probablement pas de les mettre en pratique tout de suite, mais devrait vous inciter à approfondir les notions de généricité, ou à tirer profit des différentes étapes d'analyse, d'élaboration et d'exécution des compilateurs VHDL.