Проектирование на Versal ACAP: Архитектура и методология

Описание курса
Этот курс поможет узнать об архитектуре Versal ACAP и методологии проектирования.

Основное внимание уделяется:
• Обзору архитектуры Versal ACAP
• Описанию различных функциональных блоков, доступных в архитектуре Versal, и содержащихся в них ресурсов
• Использованию аппаратных блоков, доступных в архитектуре Versal
• Использованию инструментов проектирования и методологии для создания сложных систем
• Описанию network on chip (NoC) и AI Engine и их архитектуре
• Выполнению моделирования и отладки на системном уровне

Продолжительность
3 дня

Кому будет полезен курс?
Для разработчиков программного и аппаратного обеспечения, системных архитекторов и всех, кто хочет узнать об архитектуре Xilinx Versal ACAP

Что нужно знать заранее?
• Комфортное программирование на C/C++
• Знать процесс разработки ПО в Vitis IDE
• Знать процесс разработки аппаратной платформы в Vivado Design Suite
• Быть знакомым с архитектурой UltraScale/UltraScale+ и Zynq UltraScale+ MPSoC

Программное обеспечение
• Vivado Design Suite
• Vitis unified software platform
• PetaLinux Tools Аппаратная платформа
• Архитектура: Xilinx Versal ACAPs

По завершении курса приобретете необходимые навыки для того,чтобы:
• Описывать архитектуру Versal ACAP на высоком уровне
• Описывать различные функциональные блоки Versal ACAP
• Использовать различные блоки архитектуры Versal для создания сложных систем
• Выполнять моделирование и отладку на системном уровне
• Определять и применять различные методологии проектирования

Структура курса

День 1

Введение
Рассказывается о необходимости устройств Versal и дается обзор различных семейств Versal. (Лекция)

Обзор архитектуры
Дается общий обзор архитектуры Versal, иллюстрирующий различные функциональные блоки, доступные в архитектуре Versal. (Лекция)

Инструменты проектирования
Сопоставляются различные аппаратные ресурсы архитектуры Versal с необходимыми инструментами и описывает, как их использовать для окончательной сборки загрузочного образа. (Лекция, Лабораторная работа)

Adaptable Engine – программируемая логика (PL)
Описываются логические ресурсы, доступные в Adaptable Engine. (Лекция)

Процессорная система (PS)
Рассматриваются APU процессора Cortex -A72 и RPU процессора Cortex-R5, которые образуют Scalar Engine. Также рассматриваются контроллер управления платформой (PMC), менеджер процессорной системы (PSM), периферийные устройства ввода-вывода и интерфейсы PS-PL. (Лекция)

PMC, загрузка и конфигурация
Описываются контроллер управления платформой, загрузчик платформы и менеджер (PLM), а также загрузка и настройка. (Лекция, Лабораторная работа)

Ресурсы SelectIO
Описываются банк ввода-вывода, интерфейсы SelectIO и функции задержки ввода-вывода. (Лекция)

Архитектура тактовой синхронизации
Обсуждаются архитектура тактирования, тактовые буфера, маршрутизация тактовых сигналов, функции управления тактовыми сигналами и устранение разбега тактовых частот. (Лекция, Лабораторная работа)

Системные прерывания
Обсуждаются различные системные прерывания и контроллеры прерываний. (Лекция)

День 2

Таймеры, счетчики и часы реального времени
Дается обзор таймеров и счетчиков, включая системный счетчик, счетчик тройного таймера (TTC), сторожевой таймер и часы реального времени (RTC). (Лекция)

Процесс сборки программного обеспечения
Дается обзор различных маршрутов сборки, таких как «собери сам», Yocto Project и PetaLinux. (Лекция, Лабораторная работа)

Программный стек
Обзор программного стека Versal ACAP bare-metal, FreeRTOS, Linux и их компонентов. (Лекция)

DSP процессор
Описывается блок DSP58 и сравнивает с DSP48. Подробно описываются режимы DSP58. (Лекция)

AI Engine
Обсуждается архитектура массива AI Engine, терминология и интерфейсы AIE. (Лекция)

Введение в NoC и концепции
Объясняются причины использования сети на кристалле, ее основные элементы и общая терминология. (Лекция, Лабораторная работа)

Память
Описываются доступные ресурсы памяти, такие как блочная RAM, UltraRAM, LUTRAM, OCM и DDR. Также рассматривается встроенный контроллер памяти. (Лекция)

Программные интерфейсы
Обзор различных интерфейсов программирования в Versal ACAP. (Лекция)

Разбиение приложений
Раскрывается, что такое разбиение приложения и как может быть выполнено распределение ресурсов на основе моделей вычислений. (Лекция)

День 3
‍
PCI Express и CCIX
Дается обзор модуля CCIX PCIe и описывает блоки PL и CPM PCIe. (Лекция, Лабораторная работа)

Последовательные трансиверы
Описываются трансиверы в Versal ACAP. (Лекция)

Решения по электропитанию и теплоотводу
Обсуждаются система электропитания в Versal ACAP, методы оптимизации и анализа потребляемой мощности. Также рассматриваются проблемы теплоотвода. (Лекция)

Отладка
Описываются интерфейсы отладки Versal ACAP, такие как порт тестового доступа (TAP), контроллер порта доступа отладки (DAP) и высокоскоростной порт отладки (HSDP). (Лекция, Лабораторная работа)

Функции безопасности
Описываются функции безопасности Versal ACAP. (Лекция)

Системное моделирование
Объясняется как выполнить моделирование на системном уровне в проекте Versal ACAP. (Лекция, Лабораторная работа)

Методология проектирования системы
Обзор рекомендованной Xilinx методологии проектирования системы. (Лекция)