從數(shù)學(xué)家天馬行空的想法和極為復(fù)雜的算法到RTL代碼往往需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力，資源相對(duì)不足的公司可能因此而放棄一個(gè)很好的項(xiàng)目。針對(duì)這個(gè)問題，Synopsys公司近日推出Synphony HLS(High Level Synthesis)解決方案。Synopsys公司系統(tǒng)與高層次設(shè)計(jì)產(chǎn)品部門市場主管Chris Eddington先生向記者介紹，該解決方案實(shí)現(xiàn)了從M語言到優(yōu)化RTL的自動(dòng)流程，與傳統(tǒng)RTL流程相比，能夠?yàn)橥ㄐ藕投嗝襟w應(yīng)用提供高達(dá)10倍速的更高的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證能力。Synphony HLS為ASIC和FPGA的應(yīng)用、架構(gòu)和快速原型生成最優(yōu)化的RTL。此外，通過在虛擬平臺(tái)中為系統(tǒng)驗(yàn)證和早期軟件開發(fā)生成C模型，Synphony HLS補(bǔ)充了基于C/C++的程序流。
從M語言和高級(jí)IP到優(yōu)化RTL的自動(dòng)流程
由于Mathworks的MATLAB環(huán)境能夠在極高的抽象層級(jí)上進(jìn)行簡潔的行為表達(dá)，現(xiàn)已被廣泛地用于算法探索和設(shè)計(jì)。在這種環(huán)境下開發(fā)的M語言模型通常在RTL下被進(jìn)行重新編碼和重新驗(yàn)證，有些情況下用C/C++進(jìn)行實(shí)施和驗(yàn)證。與效率低下和容易出錯(cuò)的人工重新編碼流程不同，Synphony HLS直接從高層次的M語言編碼和Synphony HLS優(yōu)化的IP模型庫中創(chuàng)建可執(zhí)行的RTL和C模型。通過采用獨(dú)特的約束驅(qū)動(dòng)的定點(diǎn)傳播功能，設(shè)計(jì)師們可以快速和直觀地從高層次浮點(diǎn)M碼的可綜合子集中獲得定點(diǎn)模型。然后由Synphony HLS引擎合成已從架構(gòu)上進(jìn)行了優(yōu)化的RTL，以滿足面積、速度和功耗目標(biāo)。
Chris告訴記者，他們的客戶Toyon研究公司的算法開發(fā)師Richard Cagley博士表示：“Synphony HLS解決方案將顯著地改變FPGA和ASIC在系統(tǒng)驗(yàn)證和嵌入式軟件開發(fā)中的應(yīng)用方式。傳統(tǒng)的HLS方法繼續(xù)承擔(dān)著重要的硬件工程資源，將我的算法翻譯成RTL，在FPGA和ASIC芯片上進(jìn)行運(yùn)行。Synphony HLS使我能夠用MATLAB進(jìn)行高層級(jí)仿真和產(chǎn)品編碼，這意味著我現(xiàn)在僅用幾小時(shí)或幾天的時(shí)間就能夠直接從仿真到達(dá)硬件，而不用數(shù)月或數(shù)年的時(shí)間。這對(duì)基于我們算法的生產(chǎn)力、生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量有廣泛的影響。”
來自單一模型的高層次綜合
Synphony HLS引擎能夠?yàn)锳SIC、FPGA、快速原型或虛擬平臺(tái)綜合優(yōu)化的架構(gòu)，同時(shí)通過各級(jí)別的實(shí)施流程保持驗(yàn)證的連貫性。考慮到用戶指定的目標(biāo)和架構(gòu)限制，通過在語言和模型邊界(包括M語言和IP模塊)以及整個(gè)設(shè)計(jì)層次上應(yīng)用排線、編制和約束優(yōu)化，HLS引擎能夠在多層級(jí)上進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化。
挑戰(zhàn)DSP
與DSP芯片不一樣，這里所指的DSP是指協(xié)助芯片設(shè)計(jì)公司，把進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜數(shù)學(xué)和邏輯公式寫入到ASIC或者FPGA中，從硬件上完成數(shù)字信號(hào)處理。Chris表示，借助于Synphony HLS中的M-synthesis技術(shù)、C-model生成器、IP模型庫和用于ASIC和FPGA的Synphony HLS引擎，工程師可以隨心所欲地將復(fù)雜的算法集成到硬件里，省去了復(fù)雜硬件編程等系列問題，這樣比在已有的DSP芯片上使用軟件編程方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理速度快很多。不可否認(rèn)，這是對(duì)DSP芯片廠商的一個(gè)挑戰(zhàn)。
Synopsys副總裁兼Synplicity事業(yè)部總經(jīng)理Gary Meyers表示：“迄今為止，還沒有一種能夠在抽象層級(jí)上自動(dòng)獲取連貫驗(yàn)證流程的方法，也沒有用非常流行的M語言實(shí)現(xiàn)具備優(yōu)化輸出的實(shí)現(xiàn)流程。有了Synphony HLS，我們能夠?yàn)橄到y(tǒng)和軟件驗(yàn)證提供一種比競爭對(duì)手更快和更可靠的方法。結(jié)合Synopsys技術(shù)領(lǐng)先的系統(tǒng)原型和硬件輔助驗(yàn)證解決方案，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)們能夠更加經(jīng)濟(jì)和更加可靠地設(shè)計(jì)和驗(yàn)證他們復(fù)雜的芯片和軟件。”