Initiative zur Entwicklung offener Projekte für FPGA

Die Gründung einer neuen gemeinnützigen Organisation, der Open-Source FPGA Foundation (OSFPGA), wurde angekündigt. Diese Organisation hat zum Ziel, die Entwicklung, Förderung und Schaffung einer Umgebung für die gemeinsame Entwicklung offener Hardware- und Softwarelösungen voranzutreiben, die mit programmierbaren logischen integrierten Schaltungen (FPGA) verbunden sind. Diese Schaltungen, auch als programmierbare logische Matrizen bekannt, ermöglichen es, die Logik nach der Herstellung des Chips neu zu programmieren. Die wesentlichen binären Operationen (AND, NAND, OR, NOR und XOR) in diesen Chips werden durch logische Gatter (Schalter) realisiert, die mehrere Eingänge und einen Ausgang haben, wobei die Konfiguration der Verbindungen zwischen ihnen softwarebasiert verändert werden kann.

Zu den Gründern der OSFPGA-Organisation gehören einige bedeutende Forscher im Bereich FPGA-Technologien, die Unternehmen und Projekte wie EPFL, QuickLogic, Zero ASIC und GSG Group vertreten. Unter dem Banner dieser neuen Organisation wird eine Sammlung offener und kostenloser Tools zur schnellen Prototypenerstellung für FPGA-Chips sowie zur Unterstützung von Elektronik-Designautomatisierung (EDA) entwickelt. Die Organisation wird auch die gemeinsame Entwicklung offener Standards im Zusammenhang mit FPGAs überwachen und Unternehmen eine neutrale Plattform für den Erfahrungsaustausch und Technologie anbieten.

Es wird erwartet, dass die Aktivitäten der OSFPGA es Chip-Herstellern ermöglichen, bestimmte Ingenieurprozesse bei der Herstellung von FPGAs zu optimieren. Entwicklern von Endlösungen wird ein anpassbarer Softwarestack für FPGAs zur Verfügung stehen, und es wird eine Zusammenarbeit zur Schaffung neuer hochwertiger Architekturen etabliert. Es wird betont, dass die von der OSFPGA bereitgestellten offenen Tools den höchsten Qualitätsstandards entsprechen oder diese sogar übertreffen werden.

Die Hauptziele der Open-Source FPGA Foundation:

• Bereitstellung von Ressourcen und Infrastrukturen für die Entwicklung von Tools, die mit FPGA-Hardware und -Software verbunden sind.
• Förderung der Nutzung dieser Werkzeuge durch die Durchführung verschiedener Veranstaltungen.
• Sicherung der Unterstützung, Entwicklung und Offenheit der Werkzeuge zur Erforschung fortschrittlicher FPGA-Architekturen sowie damit verbundener Software- und Hardwareentwicklungen.
• Pflege eines Katalogs öffentlicher FPGA-Architekturen, Entwurfstechnologien und Platinenkonstruktionen, die aus Veröffentlichungen und abgelaufenen Patentschriften übernommen wurden.
• Vorbereitung und Bereitstellung von Zugang zu Schulungsmaterialien, die das Gemeinschaftsgefühl unter interessierten Entwicklern fördern.
• Vereinfachung der Interaktion mit Chip-Herstellern, um die Kosten zu senken und die Zeit für Tests und Validierungen neuer FPGA-Architekturen und -Hardware zu verkürzen.

Projektbezogene Open-Source-Tools:

• OpenFPGA — ein EDA-Toolkit zur Automatisierung des Designs elektronischer Geräte für FPGAs, das die Generierung von Inhalten basierend auf Verilog-Beschreibungen unterstützt.
• 1st CLaaS — ein Framework, das die Nutzung von FPGAs zur Erstellung von Hardwarebeschleunigern für Web- und Cloud-Anwendungen ermöglicht.
• Verilog-to-Routing (VTR) — ein Tool für die Generierung von FPGA-Konfigurationen basierend auf Verilog-Beschreibungen.
• Symbiflow — ein Entwicklungstool für Lösungen auf Basis der FPGA-Architekturen 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 Funktionen für die logische Synthese.
• LSOracle — eine Erweiterung für die EPFL-Bibliotheken zur Optimierung der Ergebnisse der logischen Synthese.
• Edalize — ein Python-Tool zur Interaktion mit elektronischen Designautomatisierungssystemen (EDA) und zur Generierung von Projektdaten.
• 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 der Kompilierung für FPGA/ASIC.
• SOFA (Skywater Open-source FPGA) – eine Sammlung offener FPGA-IP (Intellectual Property), die mit dem Skywater PDK und dem OpenFPGA-Framework erstellt wurde.
• openFPGALoader – ein Tool zum Programmieren von FPGAs.
• LiteDRAM – ein konfigurierbarer IP-Core für FPGAs mit DRAM-Implementierung.

Zusätzlich kann das Projekt Main_MiSTer erwähnt werden, das es ermöglicht, mit einer DE10-Nano-FPGA-Platine, die an einen Fernseher oder Monitor angeschlossen ist, die Hardware alter Spielkonsolen und klassischer Computer zu simulieren. Im Gegensatz zur Nutzung von Emulatoren bietet die Anwendung von FPGAs die Möglichkeit, die originale Hardware-Umgebung nachzubilden, in der vorhandene System- und Anwendungsbilder für alte Hardware-Plattformen ausgeführt werden können.

Quelle: opennet.ru