Predmet APS_PS v.005, 2024-08-11: OVA obraz operacneho systemu s nainstalovanymi nastrojmi pre Virtual Box (VB) ----------------------------------------------------------------------------- Pre pouzitie obrazu nie je potrebne nic doinstalovavat ani nastavovat, vsetky instalovane SW nastroje su korektne nastavene. Pre ulahcenie prace je vhodne nastavit vo VB zdielanie suborov s HOST pocitacom (volba Settings->Shared Folder) a nastavit pozadovany adresar na host pocitaci (v obraze je prednastaveny adresar C:\SHARED, ak vyhovuje toto nastavenie, nie je potrebne nic nastavovat) a zvolit nastavenie (Auto-mont, Make Permanent) - pozri obrazok nastavenie_shared.png. Po nastaveni je mozne zdielat subory medzi VM a Host systemom, co pri seminaroch budeme casto vyuzivat. Tiez je vhodne nastavit volbu Drag and Drop na Bidirectional - pozri obrazok nastavenie_drag_and_drop.png. Je pouzita minimalisticka 64-bitova verzia Operacneho Systemu (OS) Windows X-Lite 'Micro 11 24H2 v.2' (https://windowsxlite.com/24H2MicroV2/) s cielom minimalizovat HW naroky na host pocitac. Pouzity OS nie je aktivovany, je ho mozne standardne aktivovat (ak mate platnu licenciu). V ramci seminarov je mozne bez problemov pouzivat neaktivovanu verziu, zatial som neidentifikoval ziadne z toho vyplyvajuce kriticke obmedzenie (napr. bez aktivacie nie je mozne zmenit pozadie, co vsak nie je problem...). Obraz OS funguje len na Host pocitacoch so 64-bitovym OS. Do roku 2023 bol v ramci predmetu APS-PS vyuzivany obraz, ktory bolo mozne spustit aj na pocitaci so 32-bitovym OS. Kedze studenti uz 32-bitove OS nevyuzivaju, od sk. roku 2024/25 je pouzity 64-bitovy obraz. Obraz bol vytvoreny s verziou Virtual Box v.7.0.18, je preto vhodne aktualizovat si na pocitaci verziu nainstalovaneho Virtual Box na verziu 7.0.18 alebo novsiu. Instalacie VB su dostupne na linke: https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads V nasledujucom opise su uvedene zakladne informacie o nainstalovanych SW nastrojoch a krokoch, ktore boli realizovane pri vytvarani obrazu. Je mozne, samozrejme, nainstalovat uvedene SW nastroje aj priamo na hostovsky pocitac bez pouzitia nastroja Virtual Box (a tym zrychlit* pracu s uvedenymi programami). Odporucam studentom vyskusat si aj vlastnu instalaciu CAE programu Quartus, ktory je v ramci seminarov predmetu APS_PS primarnym SW nastrojom. Je tak mozne ziskat prakticke skusenosti s instalaciu a nastavenim komplexnejsich SW nastrojov, ktore casto vyzaduju aj dodoatocnu konfiguraciu, bez ktorej nemusi vzdy vsetko po "cistej instalacii" fungovat bez problemov. *)Poznamka Spomalenie nastroja Quartus beziaceho vo VB nie je, z pohaldu rychlosti, vyraznym obmedzenim. Napr. synteza (volba Compilation) projektu 8-bitovej CPU (projekt cpu8bit.qar preberany na jednom zo seminarov) trva 31s na host pocitaci (notebook z roku 2014 s Intel(R) Core(TM) i7-5500U CPU @ 2.40GH, 8GB RAM a SSD). Kompilacia uvedeneho projektu na tom istom notebooku s vyuzitim obrazu trva 37s, takze spomalenie je len cca 20%. Je mozne pouzit aj novsiu verziu programu Quartus (v ramci nizsie uvedenych obmedzeni). V pripade problemov pri instalacii a nastaveni nastrojov je mozne v ramci konzultacii prediskutovat aj pripadne problemy. Poskytnuty obraz je vsak REFERENCNYM NASTROJOM pre predmet APS_PS a v pripade akychkolvek problemov alebo nejasnosti bude tento obraz pouzity na overenie pozadovanej funkcnosti (napr. odovzdanych zadani a ich pripadnej obhajobe). NAINSTALOVANE HLAVNE SW BALIKY PRE PREMET APS_PS: ------------------------------------------------- A) CAE nastroje QUARTUS + MODELSIM ---------------------------------- Nainstalovana volne dostupna verzia Quartus Prime Lite Eddition v.20.1.1.720 z novembra 2020. Je to posledna dostupna verzia, ktora vyuziva simulacny nastroj Modelsim a nevyzaduje (bezplatnu) registraciu. Novsie verzia vyuzivaju simulacny nastroj Questa, ktory vyzaduje registraciu. Instalacne subory roznych verzii nastroja Quartus je mozne stiahnut z tejto stranky: https://www.intel.com/content/www/us/en/collections/products/fpga/software/downloads.html V principe je mozne pouzit aj novsie volne dostupne verzie programu Quartus, tieto novsie verzie vsak uz nemusia podporovat starsie rodiny FPGA obvodov a pouzivaju novsi simulacny nastroj Questa. V ramci seminarov budu vyuzivane len FPGA obvody z rodiny Cyclone IV E, pripadne Cyclone V len na SIMULACNEJ urovni. Realny HW na baze FPGA obvodov MAX 10 je vyuzivany na KEMT napr. v specializovanych cviceniach v ramci inych (volitelnych) predmetov. Je pouzita standardna instalacia s preddefinovanymi volbami v instalacnom programe. Doporucujem pri instalacii na vlastny host pocitatc tieto nastavenia nemenit. Instalacny subor Quartus-lite-20.1.1.720-windows.tar je mozne, v pripade potreby, ziskat aj u prednasajuceho. Postup instalacie: 1) spustena instalacka (po rozbaleni) Quartus-lite-20.1.1.720-windows.tar (cca 6 GB) 2) Instalacia do adresara C:\intelFPGA_lite\20.1 3) koli uspore miesta na disku je mozne zrusit niektore komponenty ako napr. podporu rodiny Aria, ... 4) potvrdena instalacia balikov pre podporu obvodov FPGA minimalne tychto rodin: - Cyclone IV a Cyclone V. Po instalacii Quartusu zabera instalacia na disku cca 16 GB!!! 5) Po spusteni Quartusu zvolit volbu: Run the Quartus II software a je mozne zrusit pravidelne zobrazovanie uvodnej obrazovky... 6) nastavit**: Tools\Options\EDA Tools Options\ v polozke Modelsim Altera (druha od spodu) cestu C:\intelFPGA_lite\20.1\modelsim_ase\win32aloem **)Poznamka: ----------- Quartus Prime umoznuje vyuzit dva simulatory: 1) interny simulator Qsim (jednoduchy simulator s mnozstvom obmedzeni, vhodny napr. pre jednoduchu vyucbu) 2) externy simulator Modelsim (vykonny simulator, ktory umoznuje realizovat aj zlozite simulacie, vyuzivaju ho vsetci vyrobcovia obvodov FPGA). Tento simulator bude primarne vyuzivany pocas seminarov. Vyuzitie simulatora Qsim (s vyuzitim tzv. Waveform editora) bude ukazane len pocas uvodneho seminara. V dalsich seminaroch bude vyuzivany simulator Modelsim. Na simulaciu navrhov pomocou Modelsimu priamo z menu Quartus rozhrania (polozky RTL Simulation a Gate Level Simulation) je potrebne nastavit polozku: Tools\Options\EDA Tools Options\ opisanu v bode 6) ----- koniec poznamky -------- Takto nastaveny Quartus poskytuje zakladnu funkcionalitu, ktora bude vyuzivana v ramci seminarov z predmetu APS_PS pocas celeho semestra. B) IDE prostredie Keil C51 -------------------------- Instalovana verzia IDE prostredia (prekladac, linker, kniznice, simulator, ...) pre pracu s 8-bitovymi mikrokontrolermi (MCU) na baze jadra Intel 8051. Tieto MCU patria k najstarsim (dostupne od zaciatku 80-tych rokov), su stale aktivne pouzivane, aj ked z dnesneho pohladu sa jedna o velmi jednoduche procesory. V ramci seminarov vyuzijeme vynikajuce simulacne nastroje, ktore umoznuju velmi detailne simulovat a vizualizovat nizkourovnove aspekty cinnosti CPU, pamati a perifernych obvodov. Instalacne subory najnovsich verzii IDE je mozne stiahnut zo stranky: https://www.keil.com/demo/eval/c51.htm V ramci virtualneho obrazu je zamerne nainstalovana starsia verzia C51 v 9.52 (posledna s uVision V4, zo 6/2013), ktora umoznuje lahsiu instalaciu a itegraciu s MDK-Arm (opisanom v dalsom bode). Instalacny subor c51v952.exe je mozne, v pripade potreby, ziskat aj u prednasajuceho. Standardna instalacia (presmerovana do adresara C:\KEIL), zvysne polozky potvrdit resp. lubovolne vyplnit registracne udaje. Po dokoncenej instalacii nahraty dodatocny externy plugin (umoznuje vizualizovat stavy jadra CPU a zbernicove cykly): statemachine.dll do adresara: C:\KEIL\C51\BIN a nasledne modifikovany subor C:\KEIL\TOOLS.INI (podorbnejsie info je na stranke http://www.c51.de/c51.de/Dateien/uVision2DLLs.php?Spr=EN&UIN=): vlozene do TOOLS.INI riadok (na koniec C51 sekcie): AGSI1=Statemachine.dll ("8051 statemachine") C) IDE prostredie MDK-Arm ------------------------- Instalovana verzia IDE prostredia (prekladac, linker, kniznice, simulator, ...) pre pracu s MCU na baze jadier ARM. Tieto MCU vyuzivaju modernu 32-bitovu architekturu. Instalacne subory najnovsich verzii IDE je mozne stiahnut zo stranky: https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm V ramci virtualneho obrazu je zamerne nainstalovana starsia verzia MDK-Arm v. 4.74 (posledna s uVision V4, z 3/2014), ktora umoznuje lahsiu instalaciu IDE prostredia bez nutnosti doinstalovavat dalsie komponenty IDE prostredia. Instalacny subor mdk474.exe je mozne, v pripade potreby, ziskat aj u prednasajuceho. Standardna instalacia (presmerovana do adresara C:\KEIL, kde bola nainstalovana aj instalacia pre MCU s jadrom 8051), zvysne polozky staci potvrdit. D) GCC prekladac ---------------- C prekladac Mingw64 GCC (GCC 14.2.0 + MinGW-w64 9.0.0 - release 1) pre 64-bitovu Windows platformu zo stranky (https://winlibs.com/). Uvedena stranka obsahuje aj detailne informacie o instalacii a verziach roznych balikov GCC prekladaca pod OS Windows. Instalacny subor: https://github.com/brechtsanders/winlibs_mingw/releases/download/14.2.0posix-18.1.8-12.0.0-ucrt-r1/winlibs-x86_64-posix-seh-gcc-14.2.0-mingw-w64ucrt-12.0.0-r1.7z Instalacia: - obsah adresara mingw64 zo 7z archivu skopirovany do C:\MINGW - do cesty PATH (Control Panel -> Advanced system settings -> Environment Variables) pridat: C:\MINGW\bin; - v C:\MINGW\bin skopirovat (!nie premenovat): "mingw32-make.exe" na "make.exe" Naintalovany balik obsahuje podporu aj pre zostavovacie programy: CMAKE, MAKE a NINJA. E) Dalsie POMOCNE PROGRAMY -------------------------- Web prehliadac - ikona na ploche Extras+Info-> Web Browser Installers (umoznuje nainstalova prehliadac podla vlastnej preferencie) WinRar (https://www.rarlab.com/), Total Commander (https://www.ghisler.com/), Far manager (https://www.farmanager.com/). Sumatra PDF (https://www.sumatrapdfreader.org/free-pdf-reader) Notepad++ (https://notepad-plus-plus.org/downloads/) MED Editor (http://www.utopia-planitia.de/indexus.html) C:\BATCHES\*.* dalsie uzitocne programy spustitelne z prikazoveho riadku vyuzivane predovsetkym v predmetoch: BPS v 3. rocniku a BIKS v 5. rocniku*** ***)Poznamka ------------ Aktualny obraz pre APS_PS vznikol doinstalovanim nastrojov Quartus, Keil C51 a Keil MDK-Arm do uz vytvorenej verzie obrazu pre predmet BPS. Obraz pre predmet BPS a BIKS je aktualyzovany 2x za rok, vzdy na zaciatku semestrov. Tento obraz obsahuje aj dalsie zaujimave programy (napr. Cryptool, gnupg a pod.), ktore vsak v ramci predmetu APS_PS nebudeme vyuzivat a preto k nim nie su v tomto read_me.txt subore uvedene podrobnejsie informacie.