Nederland proeftuin voor slim verkeer

12 | 3
Opinie
Eric Leenman is senior interim-professional
bij Yacht Embedded Systems.
eric.leenman@yacht.nl
FPGA-ontwikkeling
Een IP die IP bouwt
Onlangs moest ik voor een klant FPGAcode
ontwikkelen op een onderdeel
waar ik niet zo veel ervaring mee heb.
Ik heb toen onderzocht of het inzetten van
intellectual property (IP) een oplossing kon
bieden. Eerst keek ik of de IP in essentie het
probleem oplost en daarna of die toepasbaar
is in het product – een core die te veel
DSP-blokken van de FPGA gebruikt, heeft
geen zin. De taal waarin de IP is geschreven,
is ook van belang. Zelf ben ik beter thuis
in C dan Java. Verilog is ook geschikt voor
FPGA’s, maar VHDL heeft mijn voorkeur.
Als ik wijzigingen wil doorvoeren, is het wel
handig als ik de taal begrijp.
Op IP-gebied is er veel te krijgen, zowel
open- als closed-source. Een groot voordeel
van open source is dat er geen kosten aan
zijn verbonden. Verilog- en VHDL-code is
gratis beschikbaar op bijvoorbeeld de site
van Opencores. Status en kwaliteit van de
code worden aangegeven door middel van
lemma’s zoals ‘specication done’, ‘FPGAproven’
of ‘Opencores-certied’. Support
wordt geleverd via de community.
Mooi systeem. Je downloadt de code,
leest de documentatie en komt er dan globaal
achter wat de core doet. De aanpassing
die ik wilde doen, was klein, maar na het
bestuderen van de IP-code bleek dat toch
iets complexer te zijn. Aangezien het project
onder druk stond, was afhankelijk zijn
van communitysupport een te groot risico.
Wachten op een antwoord op het forum
paste niet in de planning.
Daarom onderzocht ik wat de mogelijkheden
waren met closed-source IP van de
FPGA-leverancier. Op het bijbehorende
ontwikkelbord bleek de core goed te werken.
Documentatie en voorbeeldprojecten
hielpen om snel op gang te komen. Na deze
eerste stappen moest er dieper in de code
van de IP worden gedoken, en dan merk je
dat de pijn en kennis in de details zitten.
Support is dan erg belangrijk. Die van de
FPGA-leverancier liep via een IT-ticketsysteem.
Je kunt je vraag per e-mail stellen en
dan pakt een supportengineer deze op. Telefonisch
contact of on-site ondersteuning is
niet mogelijk. Maar via e-mail je probleem
duidelijk maken, is lastig. Het is een proces
waar je geduld voor moet hebben en uitgebreid
en gedetailleerd moet antwoorden met
behulp van plaatjes, referenties naar handleidingen,
code en snapshots. En dan nog
moet je elkaars e-mails juist interpreteren.
Vervolgens geprobeerd om de code om te
zetten naar het bord in ontwikkeling. Bij het
integreren van het stuk IP met bestaande
code liep ik ineens tegen problemen aan zoals
shared PLL’s, beschikbare Ram-blokken
en andere resources. Als de DDR3-controller
een PLL gebruikt die de core ook nodig heeft
om zijn 20 bit video over de LVDS-lanes te
kunnen sturen, en de FPGA-tooling het dus
niet kan routen, heb je alsnog een probleem.
Dan lost de IP je probleem functio neel wel
op, maar krijg je er een ander voor terug;
DDR3-geheugens verleggen op je PCB is ook
geen sinecure. De tijdwinst door een core
IP is geen black box
die je probleem als
puzzelstukje even oplost
te gebruiken, heb je dan alweer verspeeld.
Door kleine codewijzigingen door te voeren
en een grotere FPGA in dezelfde familie en
hetzelfde package te kiezen, kon de schade
beperkt blijven.
Mijn ervaring laat zien dat de keuze voor
open- of closed-source IP sterk afhankelijk
is van de situatie, het project, de planning
en de bedrijfsvisie. In sommige gevallen kan
een IP-blok een goede start zijn om een probleem
in de basis op te lossen. Maar gedegen
product- en vakkennis zijn noodzakelijk
om de gekozen core te kunnen gebruiken en
te integreren in je eigen product. IP is geen
black box die je probleem als puzzelstukje
even oplost. Je moet er tijd in steken om te
kunnen beoordelen of de code goed te integreren
is in het product. Essentieel daarbij
is support op die IP.
Als senior ontwikkelaar heb ik kennis en
ervaring opgebouwd waardoor ik makkelijker
de overweging kan maken welke oplossing
het beste past. Overigens noemt mijn
werkgever mij ook IP. Het staat zelfs op mijn
visitekaartje: interim-professional. Een IP
die IP bouwt.