Altifigence Academy
Projeto digitalGratuito · Intermediário

Projeto RTL: Caminhos de dados e pipelines

Especifique os contratos numéricos e de ciclos e, em seguida, projete uma ALU, um controlador, um pipeline e buffers com ready-valid. Quatro laboratórios executáveis de modelos de referência verificam os limites aritméticos, as pausas, as FIFOs e a ordenação antes de um projeto final de computação em fluxo.

Caminhos de dadosPipelinesReady-validFIFOVerificação funcional
Meu aprendizado

O que você vai aprender

  • Distinguir os contratos de largura, sinal, carry e overflow
  • Planejar transferências entre registradores, controle por FSM e memória síncrona
  • Calcular latência, taxa de processamento e intervalo de iniciação
  • Tratar pausas em ready-valid e os limites de FIFOs sem perda de dados
  • Criar verificações com scoreboard que cubram riscos e reset
  • Verificar um projeto final de computação em fluxo com modelos independentes

Antes de começar

Os exercícios no navegador usam modelos educacionais; não compilam nem executam HDL. Para executar o código separadamente, siga o guia do Digital Design Studio para seu sistema operacional e entre na conta quando a operação exigir.

Instalação e primeiro uso ↗ · Downloads ↗

Programa

  1. Contratos numéricos e aritméticos
    • Transforme uma equação em um contrato de caminho de dadosConceito

      Especifique larguras, eventos de aceitação e resultados válidos junto com a aritmética.

    • Larguras, extensão de sinal e overflowConceito

      Use exemplos numéricos para distinguir interpretação, extensão e redução da largura.

    • Laboratório: modelo de referência de uma ALU de oito bitsPrática

      Verifique ADD, SUB, AND, XOR, carry e borrow em um executável independente.

    • Verificação: carry versus overflow com sinalVerificação

      Distinga os limites numéricos nas interpretações sem sinal e com sinal.

  2. Transferências entre registradores e controle
    • Leia as transferências entre registradores nas bordas de clockConceito

      Separe o estado anterior do próximo estado e acompanhe como as habilitações preservam os valores armazenados.

    • Planeje o uso de recursos compartilhados com uma FSMConceito

      Acumule quatro valores com um único somador, definindo as transições de estado e a captura.

    • Contratos de temporização para solicitações e respostas de memóriaConceito

      Distinga leituras síncronas, etiquetas atrasadas e colisões no mesmo endereço.

    • Verificação: preservar um resultado concluídoVerificação

      Separe a entrega no estado DONE da aceitação da próxima solicitação.

  3. Temporização e taxa de processamento de pipelines
    • Armazene a transação completa nas fronteiras do pipelineConceito

      Divida a aritmética de soma e escala mantendo valid, etiqueta e larguras alinhados.

    • Latência, taxa de processamento e intervalo de iniciaçãoConceito

      Calcule o atraso de uma transação separadamente da taxa sustentada de conclusão.

    • Laboratório: acompanhe dois estágios e bolhasPrática

      Calcule o próximo estado a partir do estado anterior e compare etiquetas, valores e bordas das saídas.

    • Verificação: o que II=1 significaVerificação

      Evite confundir a quantidade de estágios com a taxa de processamento sustentada.

  4. Controle de fluxo com ready-valid
    • Eventos de aceitação e estabilidade durante pausasConceito

      Atribua responsabilidades à fonte e ao destino e preserve os dados durante pausas.

    • Projete um registrador elástico de uma posiçãoConceito

      Aceite dados em uma posição vazia ou substitua um item consumido simultaneamente.

    • Laboratório: verifique 1024 padrões de pausaPrática

      Exercite manutenção, substituição e esvaziamento com todos os padrões de ready de dez ciclos.

    • Verificação: contar uma transação em pausaVerificação

      Distinga a duração de valid da quantidade real de handshakes.

  5. FIFO e limites de riscos
    • FIFO vazia, cheia e transferências simultâneasConceito

      Separe a ocupação dos ponteiros e especifique o comportamento de push/pop nos limites.

    • Dependências, riscos de recursos e encaminhamentoConceito

      Compare pausas e encaminhamento quando uma operação precisa de um resultado anterior.

    • Mantenha a contabilização de transações durante descarte e resetConceito

      Separe cancelamento de entrega e alinhe o estado de validade às filas esperadas.

    • Verificação: substituição em uma FIFO cheiaVerificação

      Calcule a ocupação e a ordenação para push e pop simultâneos.

  6. Verificação e calculadora em fluxo
    • Combine um scoreboard com invariantes locaisConceito

      Verifique valores, ordenação, ocupação e estabilidade durante pausas a partir das transações aceitas.

    • Laboratório final: FIFO e calculadora em fluxo de dois estágiosPrática

      Conecte uma FIFO de entrada de profundidade dois, dois estágios elásticos e um scoreboard.

    • Meça o desempenho e revise o projetoConceito

      Especifique janelas de observação, diagnostique pausas e delimite as evidências do modelo.

    • Verificação final: pausas sem perdas e esvaziamentoVerificação

      Combine aritmética, contabilização de pendências e condições de conclusão.

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