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Matlab邁向電子設計自動化領域

上網時間: 2004年12月01日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:演算法  電子系統級  訊號處理工作系統  知識產權  模擬器 

Matlab是全球使用最廣泛的演算法開發產品之一,它長期立足於其利基市場,與EDA和硬體建置領域相距甚遠。但隨著它的開發商MathWorks公司與第三方供應商攜手合作,將Matlab帶入FPGA和ASIC設計領域,這種狀況將發生改變。

MathWorks聲稱,它將以SystemC建模工具、行為級合成和高層驗證工具進軍電子系統級(ESL)設計市場。

如果時機合適,Matlab將迅速成為該市場的重磅炸彈,因為作為DSP演算法的首選開發工具,它擁有很大的用戶群。

Matlab提供了一種可用於各種數學應用的程序語言,據稱客戶群已經達到幾十萬個。另外,與Matlab相關的Simulink模擬工具的用戶數量也達到數萬。Matlab和Simulink可用在各種不同的應用,包括生物科技、財務建模和飛行動力學等。但MathWorks公司的DSP和通訊產品行銷總監Ken Karnofsky估計,在近100萬的Matlab用戶中,有三分之一到一半的人會從事電子系統設計。

其中,大多數是嵌入式軟體設計DSP演算法或控制系統。但Matlab和Simulink正逐漸被大量地應用於以DSP為主的FPGA設計,特別是因為智霖和Altera公司的工具提供了通往建置的直接途徑。

目前為止,通往ASIC設計途徑還沒有開發,一般多要求以手工方式將Matlab語言轉換成SystemC、VHDL或Verilog。“雖然一些FPGA設計師直接使用Matlab和Simulink,但ASIC設計師通常不會這樣做,而是使用從Matlab轉換的系統架構,”Karnofsky表示。

“對我們來說,電子設計領域是一個不斷成長的巨大市場。”Karnofsky說,“我不會把我們定位成傳統意義上的EDA工具供應商,但隨著EDA領域的擴張,其中將產生更多的重疊。”

不久前,三家EDA供應商同意並開發了與Matlab和Simulink的新鏈接。新興企業Catalytic公司推出了一款工具,可以方便地將浮點Matlab模型轉換成定點模型;CoWare公司增強了它的訊號處理工作系統(SPW)與Matlab之間的鏈接;AccelChip公司將Matlab模型合成為RTL Verilog,並擴展了它的IP庫。

這三家公司並不是最先與Matlab設立鏈接的公司。較早前,明導國際公司與MathWorks簽署協議,將Matlab和Simulink與ModelSim HDL模擬器鏈接,因而允許設計人員在Matlab中製作測試平台,然後把HDL模型返回Simulink。最近,Cadence設計系統公司發佈了其PSpice模擬模擬器與Matlab之間的介面。

在美國加州舉辦的EDA業界研討會上,從主題為‘Matlab:另一種系統設計語言’的小組討論會中可以發現,EDA業界與Matlab之間的鏈接將越來越多。

“Matlab是從事演算法開發的工程師首選語言。”Catalytic公司執行長Randy Allen說,“他們在Matlab中進行模擬,然後用其它工具進行建置。真正的關鍵是得到有效的合成。”

“DSP演算法開發似乎都是從Matlab開始的。”明導公司建模技術部策略業務發展總監Dennis Brophy表示。不過,他指出,Matlab最適合用於FPGA原型設計。“Matlab可能無法解決SoC和ASIC問題,因為最小的晶片功耗對它們是非常重要的。”Brophy說,“在這方面,我們採用C/C++,也許能獲得更好的結果。”

CoWare公司SPW行銷總監Johannes Stahl對Matlab持較懷疑的觀點:“Matlab在早期階段的設計流程中非常成功,但當你增加完成設計所需的各種細節後,設計師將提出更多的要求。”他還懷疑Matlab能否表達所有設計意圖,並產生良好的品質結果。

MathWorks公司的Karnofsky表示,SPW是Matlab的重要補充,儘管SPW是Simulink的直接競爭產品。“對於AccelChip和Catalytic公司,我們之間有一些重疊,但也有互相補充的機會,”他說。

他指出,Matlab包含一個定點工具盒,可以提供Catalytic的第三方定點DSP Studio產品的一些功能。不過,雙方互有利弊。“Catalytic的轉換技術沒有被平滑地整合,但它的編譯器技術提供了我們無法達到的執行速度,”Karnofsky表示。

此外,Karnofsky透露,MathWorks最近推出一款能夠合成VHDL和Verilog程式碼的濾波器設計工具。這是該公司第一款直接HDL產品。不過,他也承認,AccelChip公司能提供更廣泛的合成功能,而不只限於濾波器。

對於FPGA設計,智霖的System Generator和Altera的DSP Builder允許用戶設立真實位元、精確周期的IP模型,將浮點模型調整為定點模型並在FPGA模組上建置這些模型。然後,所得的HDL將直接進入後序的合成流程。

“FPGA對我們的工具是否可自動編程提出了挑戰。”Karnofsky說,“在ASIC領域很難做到這一點。”

在小組討論會上,有人曾提出這樣的問題:MathWorks今後是否會開放Matlab語言。與會者強調,專有語言在EDA領域沒有太好的表現。

“看看Verilog,”AccelChip公司總裁兼執行長Vin Ratford表示,“只要它是專有的,它的發展就受到限制。如果MathWorks能夠開放Matlab,那麼它將能佔有更大的市場。”

“我們將保持開放的想法,但目前還沒有計畫這樣做,”Karnofsky回應道。MathWorks是一家私有企業,年收入約為2.5億美元,共有1,100名員工。

作者:葛立偉




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