PDF《机械论文范文简述HDL的现状与发展》

机械论文范文简述HDL的现状与发展 现在,随着系统级FPGA以及系统芯片的出现.

软硬件协调设计和系统设计变得越来越重要.传统意义上的硬件设计 越来越倾向于与系统设计和软件设计结 合.硬件描述语言为适应新的情况,迅速发展,出现了很多新的硬件描述语 言,像Superlog、SystemC、cynlibc++等等.究交选择哪种语 言进行设计,整个业界正在进行激烈的讨论.因此,完 全有必要在这方面作一些比较研究,为EDA设计做一些有意义的工作,也为发展我们未来的芯片设计技术打 好基础. 摘要:从数字系统设计的性质出发,结合目前迅速发展的芯片系统,比较、研究各种硬件描述语言;

详细阐述各种语 言的发展历史、体系结构和设计方法;

探讨未来硬件描述语言的发展趋势,同时针对国内EDA基础薄弱的现状,在硬 件描述语言方面作了一些有益的思考. 关键词:ASIC硬件描述语言,芯片系统

1、目前HDL发展状况 目前,硬件描述语言可谓是百花齐放,有VHDL、Superlog、Verilog、SystemC、CynlibC++、CLevel等等.虽然各种语 言各有所长,但业界对到底使用哪一种语言进行设计,却莫衷一是,难有定论. 而比较一致的意见是,HDL和C/C++语言在设计流程中实现级和系统级都具有各自的用武之地.问题出现在系统级和 实现级相连接的地方:什么时候将使用中的一种语言停下来,而开始使用另外一种语言?或者干脆就直接使用一种语 言?现在看来得出结论仍为时过早. 在2001年举行的国际HDL会议上,与会者就使用何种设计语言展开了生动、激烈的辩论.各方人士各持己见:为Veril og辩护者认为,开发一种新的设计语言是一种浪费;

为SystemC辩护者认为,系统级芯片SoC快速增长的复杂性需要 新的设计方法;

C语言的赞扬者认为,Verilog是硬件设计的汇编语言,而编程的标准很快就会是高级语言,Cynlibc++ 是最佳的选择,它速度快、代码精简;

Supedog的捍卫者认为,Superlog是Verilog的扩展,可以在整个设计流程中仅提 供一种语言和一个仿真器,与现有的方法兼容,是一种进化,而不是一场革命. 当然,以上所有的讨论都没有提及模拟设计.如果想设计带有模拟电路的芯片,硬件描述语言必须有模拟扩展部分, 像VerilogHDL-A,既要求能够描述门级开关级,又要求具有描述物理特性的能力.

2、几种代表性的HDL语言 2.1VHDL 早在1980年,因为美国军事工业需要描述电子系统的方法,美国国防部开始进行VHDL的开发.1987年.由IEEE(In, stituteofElectricalandElectro-nicsEngineers)将VHDL制定为标准.参考手册为IEEEVHDL语言参考手册标准草案1076/8版 ,于1987年批准,称为IEEE1076-1987.应当注意,起初VHDL只是作为系统规范的一个标滞,而不足为设计而制定 的.第二个版本是在1993年制定的,称为VHDL-93,增加了一些新的命令和属性. 虽然有 VHDL是一个4亿美元的错误 这样的说法.但VHDL毕竟是1995年以前唯一制订为标准的硬件描述语言,这 是它不争的事实和优势;

但同时它确实比较麻烦,而且其综合库至今也没有标准化,不具有晶体管开关级的描述能力 和模拟设计的描述能力.目前的看法是,对于特大型的系统级数字电路设计,VHDL是较为合适的. 实质上,在底层的VHDL设计环境是由VerilogHDL描述的器件库支持的,因此,它们之间的互操作性十分重要.目前 ,Verilog和VDHL的两个国际组织OVI、Ⅵ正在筹划这一工作,准备成立专门的工作组来协调VHDL和VerilogHDL语 言的互操作性.OVI也支持不需要翻译,由VHDL到Verilog的自由表达. 2.2VerilogHDL VenlogHDL是在1983年,由GDA(GateWayDesignAu-tomation)公司的PhilMoorby首创的.PhilMoorby后来成为Verilog -XL的主要设计者和Cadence公司的第一合伙人.在1984 1985年,PhilMoorby设计出了第一个名为Venlog-XL的仿 真器;