FPGA-/Leiterplattendesign Brückenschlag zwischen FPGA und PCB

Entwickler von digitaler Elektronik erlebten in der Vergangenheit bei Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) ein stetiges Wachstum an Funktionalität und Komplexität. Je mächtiger und

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Entwickler von digitaler Elektronik erlebten in der Vergangenheit bei Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) ein stetiges Wachstum an Funktionalität und Komplexität. Je mächtiger und größer allerdings FPGAs werden, umso schwieriger lässt sich die Konsistenz zwischen dem HDL-Design und der Leiterplatte garantieren. Der Schlüssel für eine erfolgreiche Entflechtung eines FPGAs auf der Leiterplatte ist es, beide Flows im Einklang zu halten. Hierfür bietet Mentor Graphics den I/O Designer.

Das Designwerkzeug I/o Designer hilft sowohl dem für die physikalische Implementierung des FPGAs verantwortlichen HDL-Entwickler, als auch dem für die korrekte Entflechtung des FPGAs zuständigen Leiterplattendesigner, die Pin-Zuweisungen in einer übersichtlichen Art und Weise zu koordinieren. Es überwacht als Datenmanagementwerkzeug alle auftretende Designänderungen auf beiden Seiten und gewährleistet somit die Konsistenz zwischen dem FPGA- und Leiterplatten-Flow.

„Basierend auf dem HDL-Design und der Pin-I/O-Zuweisung generiert der I/O Designer Vorgaben für das verwendete Place & Route- und Synthesewerkzeug“, konstatiert Robert Huxel, Application Engineer Consultant bei der Mentor Graphics AG (Schweiz), „das Tool erstellt automatisch das zugehörige Stromlaufplansymbol und die entsprechende hierarchische Verknüpfung. Diese gewährleistet, dass eine Änderung in der Pin-Zuweisung nicht den Leiterplatten-Stromlaufplan beinflusst.“

Müssen Pins aus dem Leiterplatten-Werkzeug heraus getauscht werden, kennt der I/O Designer die dafür geeigneten Pins. Zudem bietet er eine schnelle und effiziente Zuweisung jedes FPGA-I/Os zum verwendeten Gehäuse, inklusive aller wichtigen Pin-Informationen. Huxel: „Gehäuse- und Pin-Informationen sind in einer konstant gepflegten Bibliothek für die wichtigsten FPGA-Hersteller hinterlegt. Eine visuelle Darstellung der FPGA-Gehäuseformen gewährleistet die Skalierbarkeit.“

Abgerundet wird der Funktionsumfang des Tools I/O Designer durch die Unterstützung eines Prototypen-Flows, bei dem das funktionelle und das Leiterplattensymbol sehr früh im Designprozess erstellt werden, ohne zuerst eine so genannte Dummy-Synthese und das Place & Route durchführen zu müssen. Während der Pin-Zuweisung wird das physikalische Gehäuse dargestellt, sodass der Leiterplattenlayouter den Vorgang aus seiner Perspektive verfolgen und aufgrund der verfügbaren Pin-Informationen die richtige Zuweisung treffen kann.

Die Bedienoberfläche besitzt neben der Signalliste auch ein Symbol und ein Footprint-Fenster. Die Signale werden aus der Liste per Drag & Drop den Pins zugewiesen, die Software sorgt somit für eine sofortige Synchronisation zwischen den Leiterplatten- und FPGA-Werkzeugen. I/O Designer exportiert Symbole für Design Architect, Board Architect, DxDesigner, Design Capture und DesignView. Huxel resümmiert: „Mit dem I/O Designer ist der Anwender in der Lage, mit den technologischen Herausforderungen im FPGA- und PCB-Design Schritt zu halten und gleichzeitig die Brücke zwischen beiden Flows zu schlagen.“

Mentor Graphics, Tel. +49(0)89 570960

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