Tìm hiểu HDL coder trong MATLAB và thực thi bằng chương trình tính logarithm 2 (log2)

Tìm hiểu HDL coder trong MATLAB và thực thi bằng chương trình tính logarithm 2 (log2)

BÁO CÁO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH VỚI HDL

Tên đề tài: Tìm hiểu HDL Coder trong MATLAB và

Thực thi bằng chương trình tính logarithm 2 (log 2 )

Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH SANG

Sinh viên thực hiện: TRẦN ĐẠI DƯƠNG - 11520537

TỔNG QUAN

Giới thiệu về MATLAB HDL Coder

Phát sinh HDL code từ các giải thuật MATLAB

Giải thuật tính logarithm 2 (log2)

Demo

GIỚI THIỆU VỀ MATLAB HDL CODER

HDL Coder là một công cụ trong MATLAB và Simulink

MATLAB HDL Coder hướng giải thuật

 Simulink HDL Coder hướng mô hình

Phát sinh HDL code có thể “tổng hợp được” cho FPGA và

ASIC

 Verilog/ VHDL

 Xilinx/ Altera

GIỚI THIỆU VỀ MATLAB HDL CODER(tt)

Độc lập phần cứng

Phát sinh HDL code tự động

Mô phỏng thiết kế

MATLAB testbench/ HDL testbench được phát sinh ra

Tối ưu và ràng buộc thiết kế: tài nguyên, critical-paths,…

Sử dụng các công cụ tổng hợp, mô phỏng của hãng thứ 3

GIỚI THIỆU VỀ MATLAB HDL CODER(tt)

Hướng tới việc tạo mẫu thử nhằm kiểm chứng thiết kế chứ

không phải hướng tới việc thiết kế trên FPGA

 Nguồn tham khảo cho các nhà thiết kế phần cứng

TỔNG QUAN

Giới thiệu về MATLAB HDL Coder

Phát sinh HDL code từ các giải thuật MATLAB

Giải thuật tính logarithm 2 (log2)

Demo

PHÁT SINH HDL CODE TỪ CÁC GIẢI

THUẬT MATLAB

Thuật giải MATLAB

Chuyển đổi

Floating-point sang

Fixed-point

Phát sinh HDL code Đồng mô phỏng

Tổng hợp phần cứng Kiểm chứng trên FPGA

 Sử dụng MATLAB để thiết kế

thuật giải, mô phỏng, gỡ rối, kiểm tra, và tối ưu thiết kế

 Tự động tạo ra HDL code, kiểm

chứng HDL code bằng testbench được phát sinh ra

 Thực thi và kiểm chứng trên

FPGA

PHÁT SINH HDL CODE TỪ CÁC GIẢI

THUẬT MATLAB (tt)

HDL Workflow Advisor

 Fixed-Point Conversion

 HDL Code Generation

 HDL Verification

 HDL Synthesis and

Analysic

CHUYỂN ĐỔI TỪ FLOATING-POINT SANG FIXED-POINT

Các thiết kế fixed-point có ưu điểm:

 Sử dụng ít tài nguyên

 Tiêu thụ công suất thấp

 Hiệu năng cao

Các thiết kế floating-point không thể phát sinh HDL code

“tổng hợp được”

CHUYỂN ĐỔI TỪ FLOATING-POINT SANG FIXED-POINT

Độ chính xác và tốc độ thực hiện phụ thuộc vào chiều dài

word

 Tự động đề xuất chiều dài word hoặc thông qua phân tích tĩnh

 Tự động sử dụng bit tạm

 Kiểm chứng fixed-point được phát sinh ra so với floating-point

PHÁT SINH HDL CODE

Phát sinh từ fixed-point MATLAB code

Hỗ trợ Verilog và VHDL

Phát sinh các báo cáo

Tùy chọn tối ưu cho mục đích diện tích và tốc độ

KIỂM CHỨNG HDL CODE

Phát sinh HDL testbench từ MATLAB testbench

Tương tác với HDL Verifier nhằm đồng mô phỏng

 Yêu cầu MATLAB HDL Verifier

PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP THIẾT KẾ

Yêu cầu các công cụ tổng hợp từ các hang thứ 3

 Altera Quartus II

 Xilinx ISE

Online testing

 Hỗ trợ hạn chế một số phần cứng

GIẢI THUẬT TÍNH LOGARITHM 2

Phương trình tổng quát: y = log2(x)

 0 ≤ x

HDL Coder không hỗ trợ log, hay exp,…

 Xây dựng giải thuật tính logarithm 2

 A Fast Binary Logarithm Algorithm (Clay S Turner)

TỔNG QUAN

Giới thiệu về MATLAB HDL Coder

Phát sinh HDL code từ các giải thuật MATLAB

Phát sinh HDL code tự động

Chuyển đổi từ Floating-point sang Fixed-point

Giải thuật tính logarithm 2 (log2)

Demo

Hướng dẫn “từng bước” phát sinh HDL code cho Mạch cộng

Giải thuật tính logarithm 2

CẢM ƠN MỌI NGƯỜI ĐÃ LẮNG NGHE