TP2 : Modélisation structurelle avec Stratus

Dans ce TP, nous souhaitons réaliser un générateur de circuit addaccu amélioré avec comme paramètre, entre autres, le nombre de bits.

Le circuit addaccu a trois niveaux de hiérarchie : dans addaccu sont instanciés trois blocs mux, reg et add. Les deux blocs mux et reg sont des générateurs paramétrable de cellules sxlib, décrits dans le langage Stratus. Le bloc add, également décrit dans le langage Stratus, instancie un bloc full_adder. Le bloc full_adder est une netlist de cellules sxlib décrite en Stratus.

Nous verrons dans ce TP que Stratus comment permet de décrire des netlists paramétrables et de les utiliser.

1 Travail à effectuer

1.1 Bloc mux

• Récupérer les deux fichiers permettant de créer le bloc mux et les étudier :
  • Netlist en '''Stratus''' du bloc '''mux'''​
  • Script pour la création de la netlist​

Ce bloc a la fonctionnalité suivante :

si (cmd==0) alors s <= i0 sinon s <= i1

i0, i1 et s ayant un nombre de bit paramétrable

• Créer une instance de mux sur 4 bits. Pour ce faire, il faut exécuter le script fourni avec le bon paramètre, soit en exécutant la commande suivante :

  > python gen_mux.py -n 2
  

  , soit en modifiant les droits du fichier :

  > chmod u+x gen_mux.py
  > ./gen_mux.py -n 2
  

Si le script s'effectue sans erreur, un fichier .vst est normalement généré. Vous pouvez vérifier qu'il décrit bien le circuit voulu.

1.2 Bloc registre

• En s'inspirant du multiplexeur, écrire le bloc reg avec Stratus en utilisant exclusivement les cellules de la bibliothèque sxlib Ce bloc prend lui aussi comme paramètre le nombre de bits. En outre, ils vérifient que leur paramètre est compris entre 2 et 64 (ce n’est pas fait dans mux).
• Ecrire le script python permettant de créer l'instance du registre.

1.3 Bloc additionneur

• Ecrire le bloc full_adder en utilisant exclusivement les cellules de la bibliothèque sxlib.
• Ecrire le script python permettant de créer l'instance du full_adder.
• Ecrire le bloc adder instanciant le full_adder créé. Ce bloc prend comme paramètre le nombre de bits.
• Ecrire le script python permettant de créer l'instance de l'additionneur.

1.2 Circuit addaccu

• Ecrire le circuit addaccu avec Stratus. Ce circuit instancie les trois blocs précédents (mux, add et reg). Le circuit addaccu prend également comme paramètre le nombre de bits.
• Ecrire le script python permettant de créer des instances de l'addaccu.

• Ecrire un fichier Makefile paramétrable permettant de produire chaque composant et le circuit addaccu en choisissant le nombre de bits.

• Générer le circuit sur 4 bits.
• Visualiser la netlist obtenue avec xsch.

1.3 Circuit addsubaccu

Maintenant, nous souhaitons que l’addaccu puisse effectuer soit des additions, soit des soustractions. Un nouveau paramètre sera donc à apporter pour choisir la fonction à effectuer (Vous avez le choix pour le nom et les valeurs possibles de ce paramètre). Ce nouveau composant sera sur le même schéma que le précédent, avec des modifications à apporter au circuit et/ou ses composants.

• Créer un nouveau composant, appelé addsubaccu qui prend en compte cette nouvelle contrainte.
• Ecrire le script python permettant de créer des instances de l'addsubaccu.
• Ecrire un fichier Makefile paramétrable permettant de produire chaque composant et le circuit addsubaccu.

1.4 Fonction Generate

Il n'est pas toujours très pratique d'avoir à générer avec plusieurs scripts les différents blocs d'un circuit. Le langage Stratus fournit donc une alternative : la fonction Generate.

Par exemple, pour générer une instance du multiplexeur fourni, il suffit d'ajouter la ligne suivante dans le fichier Stratus décrivant le circuit instanciant le multiplexeur :

Generate ( "mux.mux", "mux_%d" % self.n, param = { 'nbit' : self.n } )

Dans cette fonction, le premier argument représente la classe Stratus créée (format : nom_de_fichier.nom_de_classe), le deuxième argument est le nom du modèle généré, le dernier argument est un dictionnaire initialisant les différents paramètres de cette classe.

• Modifier le fichier décrivant l'addsubaccu et le Makefile de façon à pouvoir créer les instances de ce circuit en n'ayant besoin que d'un script.

1.5 Description de patterns

La chaîne de CAO ALLIANCE fourni un outil permettant de décrire des séquences de stimuli : loutil GENPAT. Stratus fournit le même service pour la chaîne de CAO Coriolis. De plus, Stratus encapsule l'appel au simulateur ASIMUT.

• Récupérer les deux fichiers décrivant le bloc mux avec création du fichier de patterns et simulation, et les étudier :
  • Netlist en '''Stratus''' du bloc '''mux''' avec la description des patterns​
  • Script pour la création de la netlist, du fichier de patterns et du lancement du simulateur​
• Créer les patterns et effectuer la simulation des deux autres blocs de la même façon.
• Une fois tous les sous blocs validés, créer les patterns et effectuer la simulation du bloc addsubaccu.

1.6 Bibliothèque DPGEN

TODO

2 Compte rendu

Vous rédigerez un compte-rendu d'une page maximum pour ce TP. Vous expliciterez en détail les choix que vous avez fait pour modifier le circuit addaccu et/ou ses composants de façon à créer le circuit adddsubaccu.

Vous fournirez tous les fichiers écrits, avec les Makefile permettant d'effectuer la génération des deux circuits (et l'effacement des fichiers générés).