Pimp my LED counter, les performances de l’addition

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Chisel

Pour évaluer un nouveau FPGA, on commence généralement avec la conception d’un compteur pour faire clignoter une LED. Ce HelloWorld simpliste nous amène à utiliser toute la chaîne de développement, de la conception du circuit en langage HDL jusqu’à la configuration du FPGA sur le kit. En passant bien sûr par la synthèse, le placement routage et le bitstream. On se penche rarement sur les performances du compteur utilisé pour le clignotement ni comment l’optimiser de manière à augmenter la fréquence de cadencement au maximum qu’il est possible d’obtenir avec le modèle étudié. C’est pourtant ce qu’on se propose de faire dans cet article à partir du kit iCEstick de chez Lattice.

Alors voilà, on vient de recevoir un nouveau kit de développement FPGA. Quelle est la première chose que nous pouvons faire avec ça ?

Faire clignoter une LED, pardi !

Prenons l’exemple du célèbre kit « clef USB » [1] de Lattice. Célèbre, car il est basé sur le premier FPGA à avoir été complètement « rétro-ingénieré » pour être utilisable 100 % avec des outils open source : le iCE40 (voir le feu Open Silicium [2]).

Fig. 1 : Le célèbre kit « iCEstick » de Lattice avec son horloge à 12 MHz et ses 5 LED que nous allons piloter.

Le clignotement de LED est une bonne excuse pour explorer la conception de compteurs ainsi que l’opération arithmétique de base qu’est l’addition. En effet, pour être visible, la fréquence de commutation d’une LED doit descendre à quelques Hertz tandis que les FPGA sont cadencés à des fréquences allant de la dizaine de MHz jusqu’à titiller le GHz sur les modèles les plus performants. Difficile...

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Article rédigé par

Spécialiste FPGA - Armadeus Systems

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