Аннотация

Аннотация: Проектирование в базисе сверхбольших интегральных схем (СБИС) предполагает модульность, интеграцию библиотек готовых функциональных блоков и стандартизированные интерфейсы. В статье выдвигается гипотеза о том, что создание унифицированного формата для описания аппаратных моделей позволит ускорить время разработки и тестирования аппаратных решений в базисе СБИС. Унификация описания аппаратных моделей является важной частью для совместимости, упрощения разработки, тестирования, обновлений и ускорения вывода продукта на рынок. Выявлены основные недостатки рассмотренных существующих решений и методов. Определены аспекты аппаратных моделей на примере устройства, принимающего данные по протоколу UART. Выделены основные функциональные узлы аппаратных моделей: комбинационные схемы, простые схемы с памятью и конечные автоматы. Рассмотрены реализация каждого функционального узла на языке описания аппаратуры Verilog HDL и на языке программирования высокого уровня Python. Представлены симуляции разработанных моделей на системном и аппаратном уровне. Выявлены сходства описания аппаратных и программных моделей. Предложен маршрут проектирования аппаратных моделей в базисе СБИС с использованием унифицированного описания. Предложена структура аппаратной модели, которая не зависит от интегрированной среды разработки и средств автоматизированного проектирования. Работа закладывает основу для стандартизации методов проектирования вычислительных систем, ориентированных на разработку в базисе СБИС. Перспективные пути развития данной гипотезы могут включать следующие направления: интеграция с искусственным интеллектом и машинным обучением, расширение области тестирования аппаратных моделей, автоматизация процесса трансляции моделей в целевые языки, разработка систем визуализации для проектирования. Эти направления могут значительно расширить возможности применения предложенной гипотезы и способствовать более эффективному проектированию вычислительных систем в базисе СБИС. Предполагается проведение исследований в области автоматического анализа и оптимизации тестирования аппаратных моделей, что позволит повысить эффективность проектирования и упростить интеграцию новых технологий в существующие вычислительные системы и их элементы.