Initiative zur Entwicklung von Open-Source-Projekten für FPGAs

Die Gründung einer neuen gemeinnützigen Organisation, der Open-Source FPGA Foundation (OSFPGA), wurde bekanntgegeben. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, eine Umgebung für die gemeinsame Entwicklung offener Hardware- und Softwarelösungen zu schaffen, die mit der Verwendung von programmierbaren Logikbausteinen (FPGA - Field Programmable Gate Array) verbunden sind, die eine Neuprogrammierung der Logik nach der Herstellung des Chips ermöglichen. Die grundlegenden binären Operationen (AND, NAND, OR, NOR und XOR) in solchen Chips werden durch logische Gatter (Schalter) realisiert, die über mehrere Eingänge und einen Ausgang verfügen, deren Verbindungsanordnung programmatisch geändert werden kann.

Zu den Gründern der OSFPGA gehören einige angesehene Forscher auf dem Gebiet der FPGA-Technologien, die für Unternehmen und Projekte wie EPFL, QuickLogic, Zero ASIC und GSG Group stehen. Unter der Schirmherrschaft der neuen Organisation wird ein Satz offener und kostenloser Werkzeuge für die schnelle Erstellung von Prototypen auf der Basis von FPGA-Chips entwickelt sowie die Unterstützung von elektronischen Designautomatisierungswerkzeugen (EDA). Die Organisation wird auch die gemeinsame Entwicklung offener Standards im Zusammenhang mit FPGAs beaufsichtigen und den Unternehmen eine neutrale Plattform für den Austausch von Erfahrungen und Technologien bieten.

Es wird erwartet, dass die Aktivitäten der OSFPGA es den Chip-Herstellern ermöglichen, einige Ingenieurprozesse bei der Herstellung von FPGAs abzulehnen, die Entwickler von Endlösungen einen fertigen anpassbaren Software-Stack für FPGAs erhalten und die gemeinsame Arbeit an der Schaffung neuer hochwertiger Architekturen etabliert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die von der OSFPGA bereitgestellten offenen Werkzeuge höchste Qualitätsstandards bieten, die den Anforderungen der Industrienorm entsprechen oder diese übertreffen.

Die Hauptziele der Open-Source FPGA Foundation:

• Bereitstellung von Ressourcen und Infrastruktur für die Entwicklung eines Werkzeugsets im Zusammenhang mit Hardware- und Software-Ausrüstungen für FPGAs.
• Förderung der Nutzung dieser Tools durch die Durchführung verschiedener Veranstaltungen.
• Gewährleistung von Unterstützung, Weiterentwicklung und Offenheit des Werkzeugs für die Erforschung fortschrittlicher FPGA-Architekturen sowie verwandter Software- und Hardwareentwicklungen.
• Pflege eines öffentlich zugänglichen Katalogs von FPGA-Architekturen, Designtechnologien und Platinenkonstruktionen, die aus veröffentlichten Dokumenten und abgelaufenen Patenten entnommen wurden.
• Vorbereitung und Bereitstellung des Zugangs zu Schulungsmaterialien, die helfen, eine Gemeinschaft interessierter Entwickler zu bilden.
• Vereinfachung der Interaktion mit Chip-Herstellern, um die Kosten zu senken und die Test- und Verifizierungszeiten neuer FPGA-Architekturen und -Ausrüstungen zu verkürzen.

Projektbezogene Open-Source-Tools:

• OpenFPGA — ein Satz von Tools zur Automatisierung des Designs elektronischer Geräte (EDA) für FPGA, das die Generierung von Inhalten basierend auf Beschreibungen in Verilog unterstützt.
• 1st CLaaS — ein Framework, das die Nutzung von FPGA zur Erstellung von Hardware-Beschleunigern für Web- und Cloud-Anwendungen ermöglicht.
• Verilog-to-Routing (VTR) — ein Toolkit, das es ermöglicht, basierend auf einer Beschreibung in Verilog eine Konfiguration des gewählten FPGA zu erstellen.
• Symbiflow — ein Toolkit zur Entwicklung von Lösungen auf Basis von FPGA Xilinx 7, Lattice iCE40, Lattice ECP5 und QuickLogic EOS S3.
• Yosys — ein Framework zur Synthese von Verilog RTL für typische Anwendungsbereiche.
• EPFL — eine Sammlung von Bibliotheken zur Entwicklung von Anwendungen für die Logiksynthese.
• LSOracle — eine Erweiterung der EPFL-Bibliotheken zur Optimierung der Ergebnisse der Logiksynthese.
• Edalize — ein in Python geschriebenes Toolkit zur Interaktion mit EDA-Automatisierungssystemen und zur Erstellung von Projektdateien.
• GHDL — ein Compiler, Analyzer, Simulator und Synthesizer für die Hardwarebeschreibungssprache VHDL.
• VerilogCreator — ein Plugin für QtCreator, das diese Anwendung in eine Entwicklungsumgebung für Verilog 2005 verwandelt.
• FuseSoC — ein Paketmanager für HDL (Hardware Description Language) und ein Tool zur Abstraktion des Builds für FPGA/ASIC.
• SOFA (Skywater Open-source FPGA) — eine Sammlung von offenen FPGA-IP (Intellectual Property), die mit dem Skywater PDK und dem OpenFPGA-Framework erstellt wurde.
• openFPGALoader — ein Tool zum Programmieren von FPGA.
• LiteDRAM — ein konfigurierbarer IP Core für FPGA mit einer DRAM-Implementierung.

Zusätzlich kann das Projekt Main_MiSTer erwähnt werden, das es ermöglicht, mithilfe der FPGA-Platine DE10-Nano, die an einen Fernseher oder Monitor angeschlossen ist, die Hardware alter Spielkonsolen und klassischer Computer zu simulieren. Im Gegensatz zum Ausführen von Emulatoren ermöglicht der Einsatz von FPGA, die originale Hardware-Umgebung nachzubilden, auf der vorhandene System- und Anwendungsimages für alte Hardware-Plattformen ausgeführt werden können.

Quelle: opennet.ru