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Unidad de Aprendizaje: Arquitectura de Computadoras Práctica de laboratorio o: 5 Tema: Implantación de un microprocesador IP, soft-core, sobre un FPGA. Duración estimada: 5 horas Objetivo: Utilizar una arquitectura soft-core con propiedad intelectual (IP) en una FPGA. Herramientas / preparación: 1 Computadora PC 1 Tarjeta de desarrollo Xilinx Spartan 3 1 Licencia del Xilinx Web Pack o Xilinx ISE Información básica: Existen diferentes módulos de propiedad intelectual (IP Core) que desarrollan procesadores que se pueden embeber en una FPGA. En esta práctica se utilizará el procesador Picoblaze, que es un procesador soft-core de 8 bits desarrollado por Xilinx. Actualmente todos o casi todos sistemas electrónicos tienen una parte que se desarrolla en software y otra que se desarrolla en hardware. La implementación integral de un sistema de estas características usa una metodología denominada Codiseño Hardware-Software. Cuando se diseña con esta metodología se realiza un diseño integral y a la hora de las especificaciones se decide qué aspectos se desarrollarán en hardware (mejor velocidad para procesos que se pueden paralelizar y mayor costo) y cuáles en software (facilidad de implementar algoritmos secuenciales más complejos y menor costo). El objetivo de esta práctica es diseñar e implementar un sistema embebido mediante el cual se pueda ver todo el flujo de diseño usando esta metodología de diseño. Procedimiento: 1. Crear un proyecto para el desarrollo del sistema embebido. Se proporciona el diseño principal (Pico.vhd), así como el banco de pruebas del mismo (PicoTB.vhd). También se proporciona la descripción en hardware del procesador Picoblaze (kcpsm3.vhd). Estos archivos, junto con la memoria donde va el software constituirán el hardware del sistema. En este caso el hardware es muy sencillo y solo consiste en el procesador Picoblaze junto con su memoria de instrucciones y un puerto de entrada de 8 bits (para conectar en los switches de una FPGA) y un puerto de salida de 8 bit (para mostrar por los leds de una FPGA). 2. Se proporciona un programa (myrom.psm), al que se le introducen dos números a través del puerto de entrada; a corresponde a los 4 bits más significativos (MSB nibble) b corresponde a los 4 bits menos significativos (LSB nibble) Por el puerto de salida se mostrará el resultado de realizar el cálculo: 2a+b2 Dicho programa se encuentra en el lenguaje ensamblador de PicoBlaze y se puede analizar con el bloc de notas. 3. Dicho programa se debe ensamblar (transformar a código máquina), para ello se proporciona un ensamblador (kcpsm3.exe). Para poder ensamblar se debe colocar el programa (myrom.psd) junto con los modelos de la ROM (ROM_form.vhd, ROM_form.v y ROM_form.coe) y el ensamblador (kcpsm3.exe). Al ejecutar el

ensamblador se solicita el nombre del programa a ensamblar (myrom). El programa mostrará los errores si los hay y si no es así ensamblará el programa creando una memoria en VHDL con el programa ya cargado (myrom.vhd). 4. Se debe agregar dicho fichero al programa y simular el funcionamiento del proyecto durante al menos 15 us para verificar que cumple con el funcionamiento previsto. 5. Volver a realizar el flujo de diseño para el siguiente programa:

¿Qué función realiza dicho programa suponiendo que conectamos la salida a los leds? Reflexión: Como punto final se debe realizar un reporte de la práctica que debe contener al menos: 1. Breve marco teórico. 2. Simulaciones. Capturas de pantalla que muestren de forma visible las señales. 3. Respuesta a las preguntas planteadas. 4. Conclusiones que remarquen apreciaciones razonadas....