3. Современные практические аспекты проектирования мпс

Проектирование МПС, как и цифровых систем вообще, строится на определенных принципах организации систем с заданным и четко определенным набором функций и свойств.

Современные практические аспекты проектирования МПС, как цифровых систем, включают определенные необходимые этапы:

1. Спецификация проекта. Разрабатывается общая модель, концепция системы, определяется набор выполняемых функций, интерфейсы, а также проводится предпроектная оценка по аппаратурным затратам и быстродействию (с использованием диаграмм потоков данных и/или диаграмм, полученных с помощью средств HDL).

2. Разработка библиотеки. Проектировщиком выбирается конкретная технология, и в ней разрабатывается библиотека элементов, необходимых для проектирования, с заданным быстродействием и аппаратурными затратами.

3. Синтез проектируемой системы. Синтез – это процесс трансформации исходного функционального (поведенческого) описания проекта в структурную схему, с использованием элементов разного уровня абстракции. Процесс синтеза является итерационным. В зависимости от уровня абстракции различают этапы синтеза:

   1. Системный синтез. Этап связан с преобразованием поведенческой спецификации проектируемой системы в структуру на уровне основных компонент процессора.

   2. Архитектурный синтез. Этап преобразования алгоритмов, ГСА или наборов команд в структуру операционного автомата (ОА) выбранного типа. При этом также формируется поведенческое описание соответствующего управляющего автомата, как правило, в графической форме (формируется ГСА управления).

   3. Последовательностный синтез. Синтезируются триггеры, регистры, счетчики и управляющие автоматы как последовательностные схемы.

   4. Логический синтез. Системы булевых функций проектируемого устройства преобразуются в структуры на логических элементах выбранного базиса.

Каждый этап синтеза системы должен сопровождаться верификацией полученных результатов. При этом необходимо попутно решать также задачи оптимизации аппаратурных затрат, снижения энергопотребления и повышения быстродействия системы.

4. Геометрическое проектирование. Выполняется разводка интерфейсов, межсоединений внутри системы, разводка печатной платы. На этом этапе также решаются оптимизационные задачи, например, уменьшение суммарной длины межсоединений, а также повышение характеристик надежности.

5. Реализация готового проекта на производстве. Опытный образец: тестирование, доработка, внешний дизайн и т.д.

Заключение. Дисциплина МПС носит не прагматический («юзерский»), а системно-аналитический характер, поэтому далее основное внимание будет уделено различным вопросам систематизации, а также рассмотрению универсальных методов и правил решения задач проектирования цифровых микропроцессорных систем.