VHDL与可编程逻辑器件应用 (4)

2008-05-26 09:53:32 作者：吕海英来源：互联网

最多的工作也是占用EDA工具资源最多的一个环节。通常，设计活动的大部分时间在做仿真，如验证设计的有效性、测试设计的精度、处理和保证设计要求等。仿真过程中仿真收敛的快慢同样是关键因素之一。提高仿真的有效性一方面是建立合理的仿真算法，另一方面是系统级仿真中系统级模型的建模，电路级仿真中电路级模型的建模。预计在下一代EDA工具中，仿真工具将有一个较大的发展。
（3）理想的设计综合工具的开发
今天，电子系统和电路的集成规模越来越大，几乎不可能直接面向版图做设计，若要找出版图中的错误，更是难上加难。将设计者的精力从繁琐的版图设计和分析中转移到设计前期的算法开发和功能验证上，这是设计综合工具要达到的目的。高层次设计综合工具可以将低层次的硬件设计一起转换到物理级的设计，实现不同层次的不同形式的设计描述转换，通过各种综合算法实现设计目标所规定的优化设计。
面对当今飞速发展的电子产品市场，电子设计人员需要更加实用、快捷的EDA工具，使用统一的集成化设计环境，改变传统设计思路，即优先考虑具体物理实现方式，而将精力集中到设计构思、方案比较和寻找优化设计等方面，以最快的速度开发出性能优良、质量一流的电子产品。总之，今天的EDA工具将向着功能强大、简单易学、使用方便的方向发展。
1.4.3　输入方式发展趋势
（1）输入方式简便化趋势
早期EDA工具设计输入普遍采用原理图输入方式，以文字和图形作为设计载体和文件，将设计信息加载到后续的EDA工具，完成设计分析工作。原理图输入方式的优点是直观，能满足以设计分析为主的一般要求，但是原理图输入方式不适合用EDA综合工具。20世纪80年代末，电子设计开始采用新的综合工具，设计描述开始由原理图设计描述转向以各种硬件描述语言为主的编程方式。用硬件描述语言描述设计，更接近系统行为描述，且便于综合，更适于传递和修改设计信息，还可以建立独立于工艺的设计文件，不便之处是不太直观，要求设计师学会编程。
很多电子设计师都具有原理图设计的经验，不具有编程经验，所以仍然希望继续在比较熟悉的符号与图形环境中完成设计，而不是利用编程来完成设计。为此，很多公司在20世纪90年代相继推出一批图形化免编程的设计输入工具，它们允许设计师用他们最方便并熟悉的设计方式，如框图、状态图、真值表和逻辑方程建立设计文件，然后由EDA工具自动生成综合所需的硬件描述语言文件。
（2）输入方式高效化和统一化趋势
今天，在电子设计领域形成了这样一种分工：软件和硬件；相应工程师也被分成软件工程师和硬件工程师。对于复杂算法的实现，人们通常先建立系统模型，根据经验分析任务，然后将一部分工作划给软件工程师，将另一部分工作交给硬件工程师。硬件工程师为了实现复杂的功能，使用硬件描述语言设计高速执行的芯片，而这种设计是富有挑战性和花费时间的，需要一定的硬件工程技巧。人们希望能够找到一种方法，在更高的层次下设计更复杂，更高速的系统，并希望将软件设计和硬件设计统一到一个平台下。C语言是软件工程师在开发商业软件时的标准语言，也是使用最为广泛的高级语言，人们很早就开始尝试在C语言的基础上设计下一代硬件描述语言。许多公司已经提出了不少方案，目前有两种相对成熟的硬件C语言：SystemC和Handle-C，它们相应的开发系统为：CoCentric System Stadio和Celoxica DKI。这两种语言都是在C语言的基础上根据硬件设计的需求加以改进和扩充，用户可以在它们的开发环境编辑代码，调用库文件，甚至可以引进HDL程序并进行仿真，最终生成网表文件，放到FPGA中执行。软件算法工程师不需要特别的培训，利用他们熟悉的C语言就可以直接进行硬件开发，减轻了硬件开发的瓶颈和压力。随着算法描述抽象层次的提高，使用这种C语言设计系统的优势将更加明显。
现在有很多硬件描述语言的人才，也有很多资深的C语言编程者，他们能够利用这种工具，轻松地转到FPGA设计上。过去因为太复杂而不能用硬件描述语言表示的算法以及由于处理器运行速度太慢而不能处理的算法，现在都可以利用C语言在大规模FPGA硬件上得以实现。设计者可以利用C语言快速而简洁地构建功能函数，通过标准库和函数调用技术，设计者还能在很短的时间里创建更庞大、更复杂和更高速的系统。
C语言输入方式的广泛使用还有赖于更多EDA软件厂家和FPGA生产商的支持。随着EDA技术的不断成熟，软件和硬件的概念将日益模糊，使用单一的高级语言直接设计整个系统将是一个统一化的发展趋势。