Original Title: Design and Testing of Asic Chip for Microprocessors Interfacing in a Digital PABX System
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការរចនា និងការសាកល្បងបន្ទះសៀគ្វី ASIC សម្រាប់តភ្ជាប់មីក្រូប្រូសេស័រនៅក្នុងប្រព័ន្ធទូរស័ព្ទ PABX ឌីជីថល

ចំណងជើងដើម៖ Design and Testing of Asic Chip for Microprocessors Interfacing in a Digital PABX System

អ្នកនិពន្ធ៖ Koarakot Wattanavichean (Kasetsart University), Amporn Khangumnerd (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 1998, Kasetsart J. (Nat. Sci.)

វិស័យសិក្សា៖ Electrical Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះមានគោលបំណងរចនានិងបង្កើតបន្ទះសៀគ្វីដើម្បីតភ្ជាប់ការបញ្ជូនទិន្នន័យរវាងមីក្រូប្រូសេស័រ 16-bit និង 8-bit ដើម្បីបង្កើនសមត្ថភាពនិងពង្រីកប្រព័ន្ធទូរស័ព្ទ PABX ឌីជីថល។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់ភាសា VHDL សម្រាប់ការរចនាសៀគ្វីកម្រិតខ្ពស់ និងបានធ្វើការក្លែងធ្វើសកម្មភាពមុននឹងបញ្ចូលកម្មវិធីទៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វី FPGA សម្រាប់ធ្វើការសាកល្បង។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
FPGA Configuration via RS-232 Port
ការបញ្ចូលកម្មវិធីទៅក្នុង FPGA តាមរយៈរន្ធ RS-232 នៃកុំព្យូទ័រ
មានភាពងាយស្រួលនិងរហ័ស ស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ការសាកល្បងបឋមក្នុងដំណាក់កាលអភិវឌ្ឍន៍សៀគ្វី។ មានចំណុចខ្សោយត្រង់ថាមិនអាចដំណើរការដោយឯករាជ្យបានទេ គឺតម្រូវឱ្យមានកុំព្យូទ័រភ្ជាប់ជាមួយជានិច្ចសម្រាប់ការទាញយកឯកសារ។ អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវទាញយកឯកសារទិន្នន័យ (Configuration file) ដោយផ្ទាល់ពីកុំព្យូទ័រមកសាកល្បងមុខងារសៀគ្វីបានយ៉ាងលឿន។
FPGA Configuration via PROM/EPROM (Master Serial Mode)
ការបញ្ចូលកម្មវិធីតាមរយៈអង្គចងចាំ PROM ឬ EPROM (Master Serial Mode)
អនុញ្ញាតឱ្យបន្ទះសៀគ្វី FPGA អាចផ្ទុកទិន្នន័យនិងដំណើរការដោយឯករាជ្យ (Standalone) ដោយមិនចាំបាច់ភ្ជាប់ជាមួយកុំព្យូទ័រ។ ទាមទារឱ្យមានការប្រើប្រាស់បន្ទះឈីបអង្គចងចាំបន្ថែមប្រភេទ PROM ឬ EPROM ដើម្បីរក្សាទុកឯកសារកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ។ ឈីប FPGA អាចអានឯកសារកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធពី EPROM ដោយខ្លួនឯង ធ្វើឱ្យវាអាចយកទៅបំពាក់និងដំណើរការក្នុងប្រព័ន្ធទូរស័ព្ទ PABX ជាក់ស្តែងបានប្រកបដោយជោគជ័យ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនិងអភិវឌ្ឍន៍បន្ទះសៀគ្វី ASIC នេះទាមទារនូវការវិនិយោគលើធនធានផ្នែករឹងនិងផ្នែកទន់កម្រិតជំនាញ ដើម្បីធានាបាននូវភាពត្រឹមត្រូវនៃការរចនានិងការសាកល្បង។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យកសិកម្ម Kasetsart ប្រទេសថៃ ដោយពឹងផ្អែកលើការសាកល្បងសញ្ញាអេឡិចត្រូនិកនិងប្រព័ន្ធផ្នែករឹង (Hardware) ជាជាងការប្រើប្រាស់ទិន្នន័យប្រជាសាស្ត្រ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា កត្តានេះបញ្ជាក់ថាគោលការណ៍បច្ចេកទេសគឺអាចយកមកអនុវត្តបានទាំងស្រុងដោយគ្មានការលម្អៀងពីកត្តាសង្គម ប៉ុន្តែភាពជោគជ័យជាក់ស្តែងគឺអាស្រ័យទាំងស្រុងទៅលើលទ្ធភាពក្នុងការស្វែងរកឧបករណ៍ផ្នែករឹងនិងធនធានអ្នកជំនាញបច្ចេកទេសនៅក្នុងស្រុក។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានិងវិធីសាស្ត្រនៃការរចនាសៀគ្វី ASIC កម្រិតខ្ពស់នេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ក្នុងការយកមកអនុវត្តនិងអភិវឌ្ឍក្នុងវិស័យមួយចំនួននៅកម្ពុជា។

សរុបមក ការចាប់យកបច្ចេកវិទ្យារចនាសៀគ្វីឌីជីថលកម្រិតខ្ពស់នេះ នឹងក្លាយជាជំហានដ៏សំខាន់មួយក្នុងការជំរុញនវានុវត្តន៍ផ្នែករឹង (Hardware) និងការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវត្តិកម្មទំនើបៗនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះសៀគ្វីឌីជីថល និងភាសា VHDL: ចាប់ផ្តើមដោយការស្វែងយល់ពីគោលការណ៍ដំណើរការនៃសៀគ្វីឌីជីថល និងអនុវត្តការសរសេរកូដរចនាដោយប្រើភាសា VHDL ដោយអាចពឹងផ្អែកលើសៀវភៅ ឬធនធានអប់រំដែលទទួលស្គាល់។
  2. អនុវត្តការក្លែងធ្វើសកម្មភាព (Simulation) លើកម្មវិធីកុំព្យូទ័រ: ដំឡើងនិងប្រើប្រាស់កម្មវិធីជំនាញដូចជា ModelSimXilinx Vivado (ជាជំនាន់ថ្មីជំនួសឱ្យកម្មវិធី Workview Plus) ដើម្បីក្លែងធ្វើនិងផ្ទៀងផ្ទាត់សកម្មភាពសៀគ្វីតាមរយៈកុំព្យូទ័រមុននឹងផលិតជាឧបករណ៍។
  3. អនុវត្តផ្ទាល់ជាមួយបន្ទះសៀគ្វី FPGA: ស្វែងរកទិញបន្ទះសៀគ្វី FPGA ខ្នាតតូចសម្រាប់អ្នកចាប់ផ្តើម (ឧទាហរណ៍ប្រភេទ Basys 3Spartan-7) ដើម្បីរៀនបញ្ចូលកម្មវិធីនិងសាកល្បងមុខងារផ្សេងៗដោយប្រើកុងតាក់និងអំពូល LED
  4. អភិវឌ្ឍគម្រោងតភ្ជាប់មីក្រូប្រូសេស័រ (Microprocessor Interfacing): សាកល្បងបង្កើតគម្រោងជាក់ស្តែងមួយ ដោយប្រើ FPGA ជាស្ពានតភ្ជាប់ការបញ្ជូនទិន្នន័យរវាង Microcontroller ចំនួនពីរផ្សេងគ្នា ដោយប្រើប្រព័ន្ធអង្គចងចាំ Dual-Port RAM និងប្រព័ន្ធបញ្ជូនទិន្នន័យប្រភេទ FIFO ដូចដែលមានបង្ហាញក្នុងការស្រាវជ្រាវនេះ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
ASIC chip (បន្ទះសៀគ្វី ASIC / សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាសម្រាប់គោលបំណងជាក់លាក់) គឺជាបន្ទះឈីបអេឡិចត្រូនិកដែលត្រូវបានរចនាឡើងយ៉ាងពិសេសសម្រាប់បំពេញមុខងារជាក់លាក់ណាមួយ (ដូចជាប្រើក្នុងប្រព័ន្ធទូរស័ព្ទនេះផ្ទាល់) ជាជាងការប្រើប្រាស់សម្រាប់មុខងារទូទៅដូចជាស៊ីភីយូ (CPU) ក្នុងកុំព្យូទ័រឡើយ។ វាមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងស៊ីភ្លើងតិចសម្រាប់គោលដៅរបស់វា។ ដូចជាការកាត់សម្លៀកបំពាក់តម្រូវតាមទំហំនិងចំណង់ចំណូលចិត្តអ្នកពាក់ផ្ទាល់ ជាជាងការទិញខោអាវទូទៅនៅផ្សារដែលអាចពាក់បានគ្រប់គ្នា។
FPGA (បន្ទះសៀគ្វីដែលអាចសរសេរកម្មវិធីបញ្ជាបាន) FPGA (Field-Programmable Gate Array) គឺជាបន្ទះសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដែលអនុញ្ញាតឱ្យវិស្វករអាចសរសេរកូដដើម្បីផ្លាស់ប្តូរ ឬកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធមុខងារខាងក្នុងរបស់វាឡើងវិញបានបន្ទាប់ពីផលិតរួច ដែលគេនិយមប្រើសម្រាប់ធ្វើការសាកល្បងសៀគ្វីមុននឹងផលិតជា ASIC ផ្លូវការ។ ដូចជាដុំឡេហ្គោ (Lego) ដែលយើងអាចយកមកតម្រៀបជារាងអ្វីក៏បាន ហើយអាចរុះរើដំឡើងជារាងថ្មីទៀតក៏បានតាមចិត្តចង់។
VHDL (ភាសាពណ៌នាផ្នែករឹង VHDL) គឺជាភាសាសរសេរកូដមួយប្រភេទដែលត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ដើម្បីពណ៌នាពីអាកប្បកិរិយា និងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់សៀគ្វីឌីជីថលអេឡិចត្រូនិក។ វាមិនមែនជាភាសាសម្រាប់បង្កើតកម្មវិធីកុំព្យូទ័រ (Software) ទេ ប៉ុន្តែជាភាសាសម្រាប់ប្រាប់ពីរបៀបដែលគ្រឿងបន្លាស់អេឡិចត្រូនិក (Hardware) ត្រូវតភ្ជាប់និងដំណើរការ។ ដូចជាប្លង់ស្ថាបត្យកម្មដែលសរសេរជាអក្សរ ដើម្បីប្រាប់ជាងសំណង់ថាត្រូវសាងសង់ផ្ទះមួយដោយមានបន្ទប់អ្វីខ្លះ និងតភ្ជាប់គ្នាយ៉ាងដូចម្តេច។
FIFO (ក្បួនដោះស្រាយ ចូលមុន-ចេញមុន) FIFO (First In - First Out) គឺជាវិធីសាស្ត្រក្នុងការរៀបចំនិងគ្រប់គ្រងទិន្នន័យនៅក្នុងអង្គចងចាំ ដោយកំណត់ថាទិន្នន័យណាដែលត្រូវបានបញ្ជូនចូលមកផ្ទុកមុនគេ នឹងត្រូវទាញយកចេញទៅប្រើប្រាស់មុនគេជានិច្ច ដើម្បីរក្សាលំដាប់លំដោយកុំឱ្យច្របូកច្របល់។ ដូចជាការឈរតម្រង់ជួរទិញសំបុត្រកុន អ្នកណាដែលមកឈរតម្រង់ជួរមុនគេ នឹងបានទិញសំបុត្រនិងចេញមុនគេ។
Dual port memory (អង្គចងចាំទ្វេច្រក) គឺជាប្រភេទអង្គចងចាំពិសេសមួយដែលមានច្រកចេញចូលទិន្នន័យចំនួនពីរដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យឧបករណ៍ពីរ (ដូចជាមីក្រូប្រូសេស័រពីរផ្សេងគ្នា) អាចសរសេរ ឬអានទិន្នន័យចូលនិងចេញពីអង្គចងចាំនោះក្នុងពេលតែមួយបានដោយមិនមានការរាំងស្ទះគ្នាឡើយ។ ដូចជាទូដាក់ឯកសារដែលមានទ្វារពីរនៅសងខាង ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សពីរនាក់បើកយកឬដាក់ឯកសារក្នុងពេលតែមួយដោយមិនរំខានគ្នា។
Digital PABX (ប្រព័ន្ធទូរស័ព្ទសាខាស្វ័យប្រវត្តិឌីជីថល) គឺជាប្រព័ន្ធបណ្តាញទូរស័ព្ទឯកជនដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងក្រុមហ៊ុន ឬស្ថាប័នណាមួយ។ វាប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាឌីជីថលដើម្បីភ្ជាប់ការហៅទូរស័ព្ទដោយស្វ័យប្រវត្តិរវាងបុគ្គលិកខាងក្នុងជាមួយគ្នា និងរវាងបុគ្គលិកខាងក្នុងទៅកាន់ខ្សែទូរស័ព្ទខាងក្រៅ។ ដូចជានាយកដ្ឋានប្រៃសណីយ៍កណ្តាលប្រចាំក្រុមហ៊ុនមួយ ដែលចាំទទួលសំបុត្រពីខាងក្រៅរួចបែងចែកទៅកាន់បុគ្គលិកនីមួយៗ និងប្រមូលសំបុត្រពីបុគ្គលិកបញ្ជូនទៅក្រៅវិញដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
Synchronous operation (ប្រតិបត្តិការសមកាលកម្ម ឬ ការដំណើរការព្រមគ្នា) គឺជាដំណើរការនៃប្រព័ន្ធឌីជីថលដែលសកម្មភាពទាំងអស់របស់សៀគ្វីត្រូវបានគ្រប់គ្រងនិងសម្របសម្រួលដោយសញ្ញានាឡិកាកណ្តាលតែមួយ (Clock signal) ដែលមានន័យថាគ្រប់ផ្នែកទាំងអស់ធ្វើការផ្លាស់ប្តូរទិន្នន័យក្នុងពេលដំណាលគ្នាតាមចង្វាក់ដែលបានកំណត់។ ដូចជាក្រុមអ្នកអុំទូកងដែលបញ្ចេញកម្លាំងអុំព្រមៗគ្នា តាមចង្វាក់ផ្លុំកញ្ចែរបស់ប្រធានក្រុមតែមួយ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖