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FPGA-Designsoftware: Von Web-based bis zum "Maßanzug"

27. April 2012, 15:07 Uhr | Alfred Goldbacher

Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Synopsys liefert für FPGA-Designs Synthese-Tools mit „Knopfdruck-Philosophie“

FPGA-Designsoftware/-Design-Flow
„FPGA-Based Prototyping Methodology Manual“
© Synopsys/Xilinx

Synopsys wertet seine FPGA-Synthesetools Synplify Pro und Synplify Premier kontinuierlich mit Funktionsverbesserungen auf. Die aktuellen Programmfassungen nennen sich Release 2011.09 und verkürzen im Vergleich zu Vorgängerversionen die Laufzeiten der Logiksynthese. Zudem ermöglichen sie eine raschere Durchführung inkrementeller Designänderungen nach Erstellung der Netzliste. Die umfassende Unterstützung für Synopsys-DesignWare-Library-Datenpfad- und Funktionsbaustein-Komponenten wiederum ermöglicht die Verwendung einheitlichen RTL-Codes vom Prototypen bis zur Serienfertigung.

Ferner gibt es ein sogenanntes Team-Design-Interface, welches geografisch voneinander entfernten Teams erlaubt, Teile des Designs parallel zu bearbeiten, um so die Performance der Logiksynthese und die Ergebnisqualität ihrer Entwürfe zu erhöhen. Designblöcke oder zuvor verifizierte Design IP können intern erstellt und gemeinsam genutzt werden. Floorplanning ist nicht erforderlich, was diesen Flow einfach handhabbar macht. Teams können ihre Implementierungsergebnisse und Syntheseeinstellungen für jeden Block hierarchisch verwalten und überprüfen.

Mitglieder des Entwicklungsteams können eine Momentaufnahme eines Blocks generieren und die Design-Files dem Teamleiter zur Integration in das Gesamtdesign übergeben. Design-Blöcke können sowohl auf RT- als auch auf EDIF-Ebene integriert werden. Dies spart Zeit, bewahrt die Performance und stellt vorhersagbare Ergebnisse sicher.

„FPGA-Based Prototyping Methodology Manual“

Nicht mehr ganz frisch, aber durchaus von Belang, ist die Ankündigung von Synopsys und Xilinx, die zusammen das FPGA-Based Prototyping Methodology Manual (FPMM) erarbeitet haben: eine praktische Anleitung zum Einsatz von FPGAs als Plattform für die System-on-Chip-Entwicklung. Das FPMM (www.synopsys.com/fpmm) bündelt die Entwurfs- und Verifikationsexpertise von Entwicklungsteams der Firmen BBC Research & Development, Design of System on Silicon, S.A. (DS2), Freescale Semiconductor, LSI, Inc., NVIDIA Corp., STMicroelectronics und Texas Instruments (TI), die FPGA-basiertes Prototyping bereits erfolgreich eingesetzt haben, um komplexe ASIC- und SoC-Entwicklungsprojekte zu beschleunigen.

Das Handbuch deckt alle Aspekte des FPGA-basierten Prototypings ab, einschließlich des Verständnisses der Herausforderungen und der Vorzüge des Prototypings, der Implementierung eines SoC-Designs mittels FPGAs sowie schließlich seine Anwendung hinsichtlich Software- und System-Validierung.

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FPGA-Designsoftware
Die aktuelle Version der ISE Design Suite trägt die Bezeichnung Version 13.4
© Xilinx

Xilinx bedient seine Kunden mit maßgeschneiderten Softwarepaketen

Marktführer in Sachen FPGAs ist zweifellos die Firma Xilinx, und den Aufwand, den der Hardware-Anbieter auch bei der Entwicklung seiner Design-Tools betreibt, ist die eines Marktführers würdig. Die aktuelle Version der sogenannten ISE Design Suite trägt die Bezeichnung Version 13.4 und wurde Ende Januar 2012 der Kundenbasis weltweit vorgestellt. Die PDF-Datei, in der die einzelnen Neuerungen dieser Software-Version stichpunktartig(!) vorgestellt wurden, ist sage und schreibe 60 Seiten lang.

Worauf die Software-Entwickler dieser Design-Suite besonderen Wert legen und was sie auch mit jeder Release immer weiter verfeinern, betrifft die partielle Rekonfigurierung. Mit Hilfe dieser Technik können Entwickler bestimmte Bereiche eines FPGAs im laufenden Betrieb mit neuen Funktionen programmieren, ohne Applikationen in den anderen Bereichen zu beeinträchtigen. Die partielle Rekonfigurierung ermöglicht es auch, Funktionen mit hoher Verlustleistung durch verlustleistungsärmere Funktionen ersetzen.

Die Verbesserungen fokussieren sich unter anderem auf einen intuitiveren Designablauf und eine intuitivere Bedienoberfläche. Dies beinhaltet einen verbesserten Analyseablauf für Timing-Constraints und des Timings selbst, ferner automatisches Einfügen von Proxy-Logik, um eine Brücke zwischen statischen und rekonfigurierbaren Bereichen zu schlagen, sowie auch das Timing-Closure und Simulationsmöglichkeiten des gesamten Designs.

Softwarepakete werden bei Xilinx je nach Anforderungsprofil ihrer Kunden geschnürt: Es gibt fünf verschiedene Grundkonfigurationen für Entwurfsumgebungen: ISE WebPACK Tool, Logic Edition, Embedded Edition, DSP Edition und System Edition. Welche Funktionsumfänge die einzelnen Pakete im Wesentlichen enthalten, erklärt die tabellarische Grafik auf einen Blick. Allen gemeinsam ist, dass der Baustein-Support auf die neuen Produktreihen Virtex-7/Kintex-7/Artix-7 ausgeweitet worden ist.

Der Aufruf des Core-Generators ist beschleunigt und der System Generator für DSP unterstützt nun auch MATLAB 2011a und 2011b. Es sind auch neue IP-Cores wie das MicroBlaze Micro Controller System (MCS) v1.0, ferner den 3GPP-Mixed-Mode-Turbo-Decoder (v1.0) und das QSGMII (Ethernet Quad Serial Gigabit Media Independent Interface PCS/PMA) in der Version 1.1. Auf die einzelnen Detailverbesserungen der verschiedenen Konfigurationen hier noch einzugehen, wäre platzraubend.


  1. FPGA-Designsoftware: Von Web-based bis zum "Maßanzug"
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