Esterel設計語言邁入IEEE標準化程序

用於描述控制系統硬體的高階語言Esterel，目前正走向IEEE標準化之路。但業界人士目前仍在觀察標準化是否能使其走出小眾市場，融入電子系統級(ESL)設計主流中。

Esterel是一種形式可驗證語言，主要用於設計控制密集型的矽IP模組。20多年前，它起源於學術界；隨後則由法國Inria研究院進一步開發。事實上，Esterel Studio設計和驗證工具套件供應商Esterel Technologies公司是目前唯一支援該語言的EDA軟體供應商。

今年4月，Esterel Technologies公司宣佈IEEE已展開IEEE P1778的研究工作。IEEE P1778是一項針對現有Esterel版本(V7)語言參考手冊所進行的標準化成果，並已得到IEEE新標準委員會的核准，計劃於2008年中期完成。Esterel Technologies公司執行長Eric Bantegnie透露，該研究已獲得包括IBM、英特爾、NXP、意法半導體和TI等眾多Esterel用戶的支持。

“標準化極其重要，”Bantegnie指出，“因為Esterel用戶需要一個穩定的標準，以獲得多家供應商的工具支援。為了使Esterel從小範圍的工具走向主流標準，先決條件之一就是不要受制於任何一家特定供應商的產品。所以，我們決定公開這項技術，以便這個語言能被更廣泛地採納。”

目標：更廣泛應用

Esterel Technologies聲稱，與HDL或C語言相較，基於Esterel V7的設計一般要小三到五倍，而且更容易開發、進行形式驗證和通訊。“在某種程度上，我們將Esterel定位為控制領域的Matlab。”Bantegnie說，“我們需要一種標準語言，能夠支援以控制為主的設計中所具有的特殊功能，諸如明確的檔案控制或平行處理。”Matlab是由MathWorks公司提供，廣泛被用於演算法設計的語言。

TI法國分公司正使用Esterel為一個GSM方案設計Java處理器，TI公司GSM專案設計經理Eric Badi表示，“對我們來說，在設計中所用到的工具或方法不屬於某家公司的專有產品是非常重要的。同樣，這也為其它工具供應商提供了開發基於Esterel語言工具的機會，例如合成工具、模擬工具和等效性檢查工具。”Badi同時是IEEE標準化工作小組成員。他表示，TI法國分公司希望將來利用Esterel語言實現矽IP。

英特爾公司目前正在評估Esterel，並已將其用在一些研究計劃中，英特爾策略CAD實驗室前端設計組負責人Mike Kishinevsky表示。Kishinevsky同時是P1778工作組成員，他認為，IEEE標準化將有助於Esterel的早期採用者，以及任何在學術領域或產業界使用該語言的人聚集在一起，為該語言進行統一定義。”

“Esterel已經存在了很長時間，它代表了一種與以往截然不同的設計觀點，”IEEE設計自動化標準委員會(P1778計劃發起人)主席Victor Berman說，“儘管它從未達到VHDL和Verilog那樣的使用度，但它有一個穩固的產業基礎。我認為開發一個基於Esterel的IEEE標準，將賦予Esterel一次市場成長的機會，並使主流EDA公司更加注意到該工具的存在。”

Tensilica公司首席科學家、同時也是《ESL設計和驗證》合著者之一的Grant Martin卻對Esterel抱持懷疑態度。Martin指出：“大約在10年前，Esterel曾贏得了產業界的短期關注。當時，它被用在加州大學柏克萊分校的Polis計劃上，並一度獲得了Synopsys和Cadence公司的支援。然而，Esterel終究僅適合規模非常小的專業領域，而且其吸引力正逐漸衰退。”

作為一種同步的反應式語言，Esterel擅長於為控制系統建模，Martin指出。但他認為，IEEE目前所進行的標準化工作無法帶來任何實質進展。

圖： 利用形式可驗證、可執行的規格，Esterel Studio能進行高層級建模。

簡潔的語言

但Cadence公司驗證部門副總裁Steve Glaser認為Estere仍有其優勢。“Esterel是一種非常簡潔的語言，而且對於以控制為主的應用很有益處，”他指出，“由於它是一種同步反應式語言，所以能進行高效率的合成。”不過，Cadence公司目前大部份ESL客戶的語言需求仍以SystemC為主，Glaser說。

“Esterel標準化成果是時代的象徵，”Gary Smith EDA公司首席分析師Gary Smith認為，“系統架構設計師正在抨擊C語言；軟體社群也正在尋找一種新的同步語言。”現在的問題是像Esterel這樣的硬體語言能否有效導入並解決軟體問題，他指出。

Esterel Technologies公司的Bantegnie表示，目前Esterel主要用在“軟體友好型的硬體實現方案中”。他指出，Esterel主要用戶都是大型半導體公司，他們採用Esterel來設計特殊類型的控制IP，包括用於電源管理、記憶體管理和直接記憶體存取的模組。典型的應用領域包括無線和消費電子產品，而大部份的應用則在歐洲和美國。

時下大部份的設計者都將SystemC作為硬體設計主要ESL語言，而不是Esterel。Bantegnie認為，Esterel可能會成為SystemC的一個‘控制領域延伸’。

即使IEEE的標準化工作無法引發Esterel的廣泛應用，但是它也能幫助某些Esterel技術融入VHDL或Verilog的未來版本中，IEEE的Berman認為。“把一些其它理念導入混合語言之中會讓事情變得更有趣，”他說。

作者：葛立偉