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新工具可提供從Simulink模型到IC建置的直接路徑

上網時間: 2006年11月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:模擬  腳本  合成  模型  Simulink HDL Coder 

The Mathworks公司最近在IC設計領域邁出了勇敢的一大步,推出了Simulink HDL Coder工具。該工具能夠自動從Simulink模型和Stateflow圖表中產生可合成的Verilog和VHDL程式碼。該公司此舉將可為數以千計的Matlab和Simulink用戶提供一條直接通往FPGA或ASIC建置的捷徑。

擁有大量客戶群的The Mathworks公司業已在新興的電子系統級(ESL)設計市場中成為有力的競爭者。該公司聲稱,利用新的鏈接方式,用戶可在Matlab和Simulink中設計、模擬和驗證系統模型與演算法,並能自動產生硬體和軟體,還能因應原始系統和演算法模型而驗證軟硬體建置。

HDL Coder據稱可以產生真實位元、週期精確的IEEE 1364-2001 Verilog和IEEE 1076 VHDL、測試平台以及合成與模擬腳本。透過可選的ModelSim鏈接,採用Mentor Graphics模擬器的用戶可以將HDL程式碼送回Simulink進行協同模擬。除了從Simulink模型產生資料路徑邏輯以外,用戶還可以利用可選的Stateflow產品從有限狀態機(FSM)中產生控制邏輯。

The Mathworks公司訊號處理與通訊部門的行銷總監Ken Karnofsky表示,越來越多的用戶開始採用Mathworks產品進行設計,並進行軟硬體建置。“我們的用戶對於一款可由Simulink模型轉入HDL級設計的元件具有大量的需求。”他說,“但到目前為止,這些功能仍受限於特定的元件供應商技術。”

然而,Karnofsky表示,賽靈思公司(Xilinx)在今年1月收購Matlab-to-HDL供應商Accelchip公司,但這件事並未成為推動The Mathworks公司發佈HDL Coder的有力因素。“我們致力於該方法和策略的研究已經有好幾年了,”他指出。此外,他並強調,The Mathworks目前已經成功開發出一款能夠從Simulink模型產生數位濾波器RTL程式碼的產品,只是用戶希望能以更為通用的方式來擴展這一功能。

Karnofsky指出,HDL Coder用戶包括了需要透過更佳方法來確認硬體規格的系統與演算法工程師,而對於那些已經在Simulink中擁有知識產權(IP)以及尋求FPGA建置的DSP工程師而言,HDL Coder也有很大的吸引力。

Karnofsky承認,FPGA設計師對於Simulink-to-HDL鏈接的興趣和接受程度遠比ASIC開發人員更高。不過他認為,ASIC領域中的系統架構師也在使用Simulink,同時,在HDL Coder的beta測試人員中,FPGA和ASIC設計師的人數也差不多。

過去用來產生HDL的Simulink附加程式需要專有模組集或IP庫,Karnofsky表示;而有了HDL Coder後,用戶只需標準的Simulink模組就能完成設計。這樣就只需要一個具代表性的黃金參考設計,而無需使用不同的軟硬體模型,他指出。

為了產生HDL程式碼,設計師可以使用圖形用戶介面或腳本機制來確定所需的建置。利用控制文件即可設定參數、指定串列、串聯或平行的建置。用戶可以選擇重設訊號的極性、類型和埠名,以及為Verilog或VHDL重設有關的特定語言選項。


圖:Simulink HDL Coder能夠產生可合成的Verilog和VHDL程式碼

這不是行為級合成,Karnofsky表示,因為Simulink具有時間的概念;HDL Coder不是從無定時的描述開始。儘管如此,還是可以進行轉換。

“Simulink有它自己的時脈,不過它的時脈速率等於通過Simulink引擎執行的採樣速率,因而不同於晶片的時脈速率。”Karnofsky說,“因此透過轉換可以將Simulink時間轉為晶片的實際時脈時間。”

據Karnofsky透露,HDL Coder最初將用來為模組或子系統產生Verilog或VHDL程式碼,而不是為整個晶片。他指出,HDL Coder主要用在資料路徑和運算密集的設計,不過也並不僅限於這些設計。

除了可合成的VHDL和Verilog外,HDL Coder還提供任何模擬工具都可讀取的測試平台。HDL Coder也能為Synplicity公司的Synplify Pro合成工具和Mentor Graphics公司的ModelSim工具產生腳本。

由於The Mathworks提供了到ModelSim產品的鏈接,因此用戶可以在Simulink環境下輸入既有的HDL程式碼,並進行協同模擬。新產生的HDL程式碼便會包含原有的HDL。但是,這一功能只對ModelSim模擬器的用戶有效。

與任何程式碼自動產生都有關的一個問題是,相較於手動編寫的程式碼來看,它的品質如何呢?。“這種程式碼具有很好的結構性和注解。”Karnofsky表示,“一些用戶對該程式碼的可讀性和品質感到非常滿意。”

然而,Karnofsky補充道,“我們並不標榜我們的首款產品具有專業級的HDL最佳化效果。”

此外,The Mathworks公司的HDL產品經理Sudhir Sharma表示:“我已經做了20多年的晶片設計,依我的經驗來看,手動編碼的品質有很大的變化。但在這裡,因為每件事都在Simulink模型中進行高階擷取,因此你不用太擔心RTL的品質。你要維護的是Simulink模型,好處是無需讀取整個程式碼,就能夠瞭解系統。”

用戶必須已經擁有Matlab、Simulink、the Fixed Point Toolbox和SimulinkFix Point,才能使用HDL Coder工具。推薦的產品包括Stateflow、Link for ModelSim、Signal Processing Toolbox、Signal Processing Blockset,以及Filter Design Toolbox。

作者:葛立偉




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