VHDL/FPGA - Preguntas frecuentes (FAQ)

Estas preguntas surgen muchas veces, por eso pensé que sería bueno incluirlas aquí para quizá echar un poco de luz sobre los asuntos tratados.

 

 

Qué es mejor, Verilog o VHDL?

Al parecer, en ningún campo podemos librarnos de estas batallas "a ver quién la tiene más grande". Como en otras épicas batallas del mundo tecnológico, PC vs MAC, Linux vs Windows, Iphone vs Android, etc. etc. etc., es difícil encontrar un enfoque objetivo y se seguirán derramando ríos de sangre en estas batallas. Pero es sangre virtual, así que... a no hacerse demasiado problema.

 

Con respecto a VHDL y Verilog... yo los suelo comparar con C++ vs. C. El lenguaje C es "libre" y en el pasado muchos programadores aprovechaban esta libertad para escribir elegantes truquitos. La contracara es temibles bugs que aparecen en el peor momento. C++ es un lenguaje más estructurado y en parte debería eliminar algunos de esos bugs. VHDL es también mucho más estructurado que Verilog. Como contrapartida, el Verilog es mucho más veloz para simulaciones largas y complejas.

 

El resultado final, el Hardware, si el código fuente está bien escrito será bueno y eficiente sin importar si fue realizado en Verilog o VHDL.

 

Pero en definitiva, no hay tanta libertad de elección que digamos. Si trabajas o vas a trabajar con ASICs, usarás muy probablemente Verilog aunque ames profundamente VHDL. Y si trabajas con FPGAs o CPLDs, pues muy probablemente trabajarás con VHDL.

 

 

Con qué placa me conviene empezar?

Estamos aprendiendo VHDL y nos entusiasmamos con la idea de comenzar a verificar nuestros diseños en una tarjeta real. Cuál conviene comprar?

Primero... ninguna. Yo diría que lo mejor es pasarse al menos unos cuantos meses simulando con Modelsim y escribiendo test benches. Si ya dominamos esto, y seguimos aprendiendo, es el momento de pensar en adquirir una placa.

En mi caso en particular hace años que trabajo con Altera. Pero no me cabe ninguna duda que Xilinx, Lattice y otros fabricantes producen excelentes placas a bajo costo.

A la fecha que se escribe esto, la mejor opción en Altera es comprar una placa basada en Cyclone II o III y cuyo costo está en el orden de los 100 dólares. Una placa así nos brindará una plataforma en la que probar diseños desde muy simples a muy complejos, incluyendo procesadores embebidos Nios.

En estos días tanto Altera como Xilinx están haciendo la transición a tarjetas con procesadores de tipo ARM. Por lo menos en las placas de Altera, sus costos son bastante elevados y al parecer conviene esperar un poco para adquirir esos productos.

 

 

Qué es mejor, un microprocesador o un FPGA?

Es una pregunta con una respuesta muy fácil. Ninguno de los dos. Casi no se puede comparar uno con el otro.

 

El FPGA implementa hardware, o sea, compuertas y flip flops. Todos esos componentes funcionan en paralelo, es decir, ante cada pulso de reloj, todos los flip flops actualizan su salida simultáneamente. Esto resulta en una muy alta velocidad de ejecución de algoritmos. 

 

Un microprocesador es una máquina que trabaja en serie. Toma una instrucción y los datos de entrada, calcula la acción necesaria y actualiza los datos de salida, continuamente. Tiene una mucha mayor flexibilidad y facilidades de debug en línea que lo que puede aportar el FPGA.

 

La situación se complica un poco ya que son cada vez más los procesadores de configuración múltiple que ejecutan varias instrucciones en paralelo. Y los FPGA, por su parte, incluyen cada vez más funciones "tradicionales" de los microcontroladores, desde memorias incorporadas hasta procesadores implementados en lógica o en forma permanente en el silicio del FPGA, bloques DSP, etc.

 

Si se sienten confundidos luego de este párrafo quizá los consuele el saber que la mayoría de los ingenieros está muchas veces en situación similar a la hora de escoger la arquitectura de una solución, ya sea FPGA, microcontrolador o DSP.

 

Es por eso que muchas arquitecturas de hoy son un compromiso entre estas tres opciones e incluyen dos o más de los tres tipos de bloques comentados.

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