לימוד שפת VHDL לסימולציה וסינתזה מהדורה שניה

מחבר: זסלבסקי עמוס 

הוצאה: שורש הוצאה לאור

מספר קטלוגי: 65-79858

נושאים: כללי   ספרי לימוד  

תאריך יציאה: 2012

הספר "לימוד שפת VHDL לסימולציה וסינתזה" יצא לאור במהדורה שניה, לאחר שהמהדורה הראשונה של הספר זכתה לפופולריות רבה מאוד ואזלה במהירות. הספר במהדורתו הקודמת נהפך לספר לימוד מאוד מקובל באוניברסיטאות רבות ובמכללות אקדמיות רבות ובמכללות הנדסאים רבות וגם בבתי ספר תיכון מקצועיים רבים. בנוסף לכך, אנשים רבים בתעשיית האלקטרוניקה רכשו את הספר ועשו בו שימוש. קוראים רבים מכל המגזרים הללו שלחו אלי משוב מאוד מועיל על הספר. המשוב כלל בעיקר שאלות, בקשות שונות לתוספות ושיפורים וכן תיקוני טעויות.

במהלך חייה של המהדורה הקודמת של הספר (בשנת 2008), התקן של שפת VHDL עבר גם שדרוג רציני (ויצא לאור ב 2009). בניגוד לשדרוגים הקודמים של השפה שלא היו כל כך משמעותיים, מדובר בשדרוג משמעותי ויצרני הכלים שהתגובה שלהם לשדרוגים הקודמים הייתה איטית, מבצעים כיום שדרוגים בכלים שלהם בקצב מהיר, בכדי לתמוך בשינוי החשוב בשפה. התמיכה כיום של כלי סימולציה בתקן החדש היא כמעט מלאה. בכך יצרנים אלו מגדילים מאוד את האטרקטיביות של רכישת עדכונים לכלים שלהם על ידי המשתמשים. גם יצרני רכיבים וכלי סינתזה וכן יצרנים של כלי סינתזה צד שלישי, אינם נשארים מאחור במרוץ הזה. רוב הכלים הללו תומכים כבר כיום במידה חלקית בעדכון והתמיכה מתרחבת במהירות מגרסה לגרסה.

מה כוללת המהדורה החדשה של הספר ? המהדורה החדשה של הספר, כוללת בראש ובראשונה תוספות ושינויים שהם תוצאה של המשוב המועיל של המשתמשים הרבים במהדורה הראשונה של הספר. כמובן שגם נעשו תיקוני טעויות. חלק מהפרקים הורחב ושופר במגוון רחב של נושאים (מדובר בערך בכמחצית מנושאי הספר שנכתבו מחדש או הורחבו ושופרו). גם חלק מהתרגילים שונו תוקנו והורחבו. הספר תפח מבערך 700 עמוד לבערך 900 עמוד.

המהדורה החדשה מטפלת גם באספקטים רבים של התקן החדש של השפה (VHDL-2008) אך לא בכולם. למרות שלא הכל מכוסה, נושאים חשבים ורבים בתקן החדש בכל זאת מכוסים בצורה מקיפה בספר הנוכחי. מדובר בנושאים כגון:

· חבילות וקטוריות ל - Fixed Point
· חבילות וקטוריות ל - Floating Point
· גישה לאותות פנימיים בהיררכיה ואילוץ מצבים ושימוש ב - alias
· תהליכים צירופיים חדשים
· פעולות השוואה משופרות
· פונקציות min ו max ופונקציות רבות נוספות
· מערכים חדשים שמובנים בשפה
· פסוקי case משופרים עם Don't Care
· פסוקי if חדשים עם conditional expression
· השמות מותנות ונבחרות בתהליכים
· חבילה חדשה לפעולות חשבוניות על std_logic_vector
· שימוש בביטויים בחיווטי port map
· פונקציות המרה למחרוזות תווים שונות
· צורות חדשות לתיאור מחרוזות תווים קבועים (sized bit strings)
· הצהרת context
· פעולות לוגיות חדשות מסוג unary reduction operators
· ערבוב בפעולות לוגיות בין וקטורים וביטים בודדים
· יכולת לקרוא חזרה יציאה מסוג out
· פסוקי generate משופרים
· איחוד תקנים שונים בחבילות הבסיסיות
· העמסה מורחבת על פעולות ופונקציות קיימות
· ועוד …

שינו נוסף בספר, נעשה בהתבססות על כלי תוכנה שונים וגם בהתבססות על גרסאות חדשות יותר של הכלים. לסימולציה יש הסתמכות הן על על Modelsim (של חברת Model-Tech\Mentor) והן על Riviera-Pro של חברת ALDEC. משתמשים ותיקים ב - Modelsim ימצאו שהמעבר ל - Riviera-Pro והמעבר גם בכיוון ההפוך הם מאוד קלים, היות וצורת ההפעלה של שני הכלים הללו וגם הסקריפטים של שני הכלים הללו כמעט זהים. למרות מה שנאמר כאן, על ההסתמכות השווה והתמיכה השווה בשני הסימולטורים Modelsim ו Riviera-Pro . הספר מאפשר ללומדים שמשתמשים גם בסימולטורים אחרים, להפיק תועלת מהספר, מכיוון שרוב הפעולות שנעשות בסימולטורים דומות.

שינוי נוסף בכלים, קשור לכלי סינתזה ובעיקר אלו של חברת Altera. בספר הקודם נעשתה הסתמכות על כלי הסינתזה: Max+Plus II, Quartus וכלי סינתזה צד שלישי אחרים. בספר זה נעשית הסתמכות רבה יותר על כלי הסינתזה Quartus על חשבון Max+Plus-II. השימוש בכלי הסינתזה הוותיק Max+Plus-II הולך ונעלם כיום וכלי הסינתזה Quartus הולך ומשתפר ויכולות הסינתזה שלו מגיעות בתחומים רבים ליכולות של כלי סינתזה צד שלישי. התמיכה שהייתה ב -Max+Plus-II שהייתה בספר הקודם הוסרה. גם כאן, הספר מאפשר ללומדים שמשתמשים גם בכלי סינתזה אחרים, להפיק תועלת מהספר, מכיוון שרוב הפעולות שנעשות בכלי סינתזה הם דומות.

בנוסף להנחיות והמלצות הלימוד שמופיעות בספר החדש, במהדורה זו סומנו חלק מתת-הפרקים בתו - כוכבית (*). המשמעות של תו זה היא שניתן לדלג על קריאת תת-הפרק, וזאת מבלי לפגוע בהמשך הקריאה. סימנים אלו יקלו על הקוראים שרוצים להוריד במידה מסוימת את היקף הנושאים בכל פרק וזה מתאים ללומדים שמשתתפים בקורס מהיר או מצומצם יותר.