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オープンソースFPGAフォーマットの仕様書を読む

以下の記事の続き。仕様書を読んでいく。

msyksphinz.hatenablog.com

fpga-interchange-schema.readthedocs.io

FPGA Interchange Document

用語について

  • バイス : タイルとパッケージピンを含む
  • タイル : ワイヤとサイトを含むタイルのインスタンス
  • パッケージピン : デバイスの内部と外部を接続するための境界。一般的にパッケージのピンに相当する。
  • ワイヤ : タイルワイヤと言われる。ワイヤは、タイルの中に完全に含まれる導電性材料の一部である。ワイヤはノードの一部となることができる。ワイヤは、PIPまたはサイトピンに接続することができる。
  • ノード : 接続された1つ以上のワイヤのセットである。ノードは、複数のタイルにまたがることができる。ノードは、ノードの一部であるワイヤを介してPIPまたはサイトピンに接続される。
  • PIP : programable interconnect point の略語。PIPは、2つのワイヤ間の接続を提供する。PIPは、単方向または双方向である。単方向のPIPは、常にwire0とwire1を接続する。双方向のPIP は、wire0からwire1またはwire1からwire0に接続されます。
  • サイト : サイトピン、サイトワイヤ、BEL の集合体。
  • サイトピン : サイトとワイヤの間の接続。サイトピンは、0個以上のサイトポートBELに接続することができる。
  • サイトワイヤ : 最大で 1 つの出力BELピンと0個以上の入力またはインアウトBELピンに接続する導電性材料の一部。
  • BEL : Basic Logic Element (基本論理素子) の略称である。BEL には、サイトポート、ロジック、ルーティングの3種類のタイプがある。BEL には1つ以上のBELピンがある。
  • BELピン : BELとサイトワイヤの間の接続。
  • ロジックBEL : 配置可能なロジック エレメント。0個以上の配置制約を受けることがある。
  • サイトポートBEL : サイトの親タイルに含まれるサイトピンへの接続を表す。
  • ルーティングBEL : 最大で1つの入力BELピンと出力BELピンを接続するBEL。
  • サイトPIP : 論理的な接続を表すBELに属する入力BELピンと出力BELピンのペア。
  • セル : ある数のセルポートとセルインスタンス、およびある数のネットを含む、デザインの論理エレメント。
  • セルポート : セルの内部と含むセルとの間の境界。
  • セルインスタンス : セルのインスタンス。セルポートが親セル内のネットに接続されている場合もある。
  • ネット : 論理的に接続されたセルポートの集合。

以下の例で考えてみる。以下はFPGAのスライスを非常に一般化したものと思われる。

f:id:msyksphinz:20220216232028p:plain

この中で、BELは以下が相当する。

  • ロジックBEL : ALUT3, BLUT3, CARRY, FF
  • ルーティングBEL: FFMUX, OUTMUX
  • サイトポート : A0, A1, A2, B0, B1, B2, CI, CLK, CO, FFOUT, OUT

つまり、BELはユニット内の論理、ポートを示すものらしい。配線は含まれないのか。

PIP、つまり接続ポイントは各ユニットの入力と出力を接続するものらしい。

  • BLUT3 : I0 → O, I1 → O, I2 → O
  • ALUT3 : I0 → O, I1 → O, I2 → O
  • FFMUX : BLUT → D, XOR → D, ALUT → D
  • OUTMUX : BLUT → OUT, XOR → OUT, ALUT → OUT

サイトワイヤにBLUT_Oに対する接続を示している。

  • BLUT3_O : BLUT.O, CARRY.SI, FFMUX.BLUT, OUTMUX.BLUT

このようにしてスライス内の接続関係を表現するらしい。なるほど。




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