FPGA for humans

Quelque temps après avoir découvert l’arduino, et oublié mes aprioris sur l’électronique, j’ai entendu parlé des FPGA.

Le concept est aussi étrange que passionnant : pouvoir programmer un processeur pour lui faire accomplir une tâche. Cela peux aller du clignotement de LED (si vous pensez qu’un raspberry pi ne tue pas assez de bébés chats), à l’implémentation d’un processeur ARM.

À première vue, on se rapproche du saint Graal du tout open source. Malheureusement, une fois le joujou reçu, on se rend rapidement compte que le chemin risque d’être plus long que prévu…

Effectivement en ayant un processeur programmable, on fait un pas en avant avec la possibilité de publier le code lié à la logique du matériel. Mais entre le code source et le « programme » injecté dans le FPGA il y a une étape qui va nous poser de gros problèmes : la synthèse. Si pour les logiciels il existe des compilateurs libres, au niveau matériel les suites logiciels sont fermées et l’ingénierie inverse n’est pas aussi aisée.

Bon les utiliser pourquoi pas, mais de là à ce que ce soit les outils que me torturent il ne faut pas déconner !

Ayant opté pour un papilio basé sur un Xilinx Spartan-3e j’ai donc eu le choix d’utiliser ISE, et c’est à ce moment que j’ai fait un bon de dix ans en arrière quand je jouais avec Borland C++ Builder :

• fermé ;
• fonctionnalités payantes ;
• anti-ergonomique ;
• un monstre à télécharger.

Je suis rapidement tombé sur un Makefile pour xilinx, ce qui m’a convaincu de faire quelque chose de plus moderne¹ , basé sur waf. Après de nombreuses heures à essayer de comprendre les étapes de la synthèse puis de la simulation (heureusement ISE affiche toutes les commandes exécutées), je suis enfin arrivé à un résultat publiable : xilinx-waf !

Afin de comprendre le chemin parcouru, je vous laisse comparer un projet d’exemple avec un tutoriel. Hélas je ne peux pas vous épargner le téléchargement et l’installation d’une licence pour ISE.

Je vais enfin pouvoir entrer dans le monde des FPGA armé de vim :)