發布日期：2022-07-15 點擊率：54
Matlab是全球使用最廣泛的算法開發產品之一,它長期服務于自己的領域,與EDA和硬件實現相距甚遠。但隨著它的開發商MathWorks公司與第三方供應商攜手合作將Matlab帶入FPGA和ASIC設計領域,這種狀況將發生改變。
MathWorks聲稱,它將攜SystemC建模工具、行為級綜合和高層驗證工具進軍電子系統級(ESL)設計市場。
如果時機合適,Matlab將迅速成為該市場的重磅炸彈,因為作為DSP算法的首選開發工具,它擁有很大的用戶群。
Matlab提供了一種用于各種算法應用的過程語言,據稱其部署量已經達到幾十萬。另外,與Matlab相關的Simulink仿真工具的部署數量也達到數萬。Matlab和Simulink服務于各種不同的應用,包括生物科技、財務建模和飛行動態等。但MathWorks公司DSP和通信產品行銷總監Ken Karnofsky估計,在近100萬的Matlab用戶中有三分之一到一半的人涉及電子系統設計。
其中,大多數又在為嵌入式軟件設計DSP算法或控制系統。但Matlab和Simulink正越來越多地被用于基于DSP的FPGA設計,特別是因為賽靈思和Altera公司的工具提供了通往實現的直接途徑。
目前為止,通往ASIC設計的途徑還沒有開發,通常要求以手工方式將Matlab語言轉換成SystemC、VHDL或Verilog。“雖然一些FPGA設計師正在直接使用Matlab和Simulink,但ASIC設計師一般不會這樣做,而是使用從Matlab轉換過來的系統架構,”Karnofsky表示。
“對我們來說,電子設計領域是一個不斷增長的巨大市場。”Karnofsky說,“我不會把我們定位成傳統意義上的EDA工具供應商,但隨著EDA領域的擴張,這里將有更多的重疊。”
不久前,三家EDA供應商同意并創建了與Matlab和Simulink的新鏈接。新興企業Catalytic公司推出了一款工具,可以方便地將浮點Matlab模型轉換成定點模型；CoWare公司增強了它的信號處理工作系統(SPW)與Matlab之間的鏈接；AccelChip公司將Matlab模型綜合成RTL Verilog,并擴展了它的IP庫。
這三家公司并不是最先與Matlab建立鏈接的公司。較早前,明導資訊公司與MatWorks簽署協議,將Matlab和Simulink與ModelSim HDL仿真器鏈接,從而允許設計師在Matlab中創建測試平臺,然后把HDL模型返回Simulink。最近,Cadence設計系統公司發布了其PSpice模擬仿真器與Matlab之間的接口。
在美國加州舉辦的EDA業界研討會上,從主題為“Matlab-另一種系統設計語言”的小組討論會中可以發現,EDA業界與Matlab之間的鏈接將越來越多。
“Matlab是從事算法開發的工程師的首選語言。”Catalytic公司首席執行官Randy Allen說,“他們在Matlab中進行仿真,然后用其它工具進行實現。真正的關鍵是得到有效的綜合。”
“DSP算法開發似乎都是從Matlab開始的。”明導公司建模技術部戰略業務發展總監Dennis Brophy表示。不過,他指出,Matlab最適合用于FPGA原型設計。“Matlab可能無法解決SoC(系統級芯片)ASIC問題,因為最小的片上功耗對它們是非常重要的。”Brophy說,“在這方面,我們用C/C++也許能獲得更好的結果。”
CoWare公司SPW行銷總監Johannes Stahl對Matlab持有更懷疑的觀點:“Matlab在早期階段的設計流程中非常成功,但當你增加完成設計所需的所有細節后,設計師將提出更多的要求。”他還懷疑Matlab能否表達所有設計意圖,并產生良好的質量結果。
MathWorks公司的Karnofsky表示,SPW是Matlab的重要補充,盡管SPW是Simulink的直接競爭產品。“對于AccelChip和Catalytic公司,我們之間有一些重疊,但也有互相補充的機會,”他說。
他指出,Matlab包含一個定點工具盒,可以提供Catalytic的第三方定點DSP Studio產品的一些功能。不過,雙方互有利弊。“Catalytic的轉換技術沒有被平滑地集成,但它的編譯器技術提供了我們無法達到的執行速度,”Karnofsky表示。
此外,Karnofsky透露,MathWorks最近推出一款能夠綜合VHDL和Verilog代碼的濾波器設計工具。這是該公司第一款直接HDL產品。不過,他也承認,AccelChip公司能提供更廣泛的綜合功能,而不只限于濾波器。
對于FPGA設計,賽靈思的System Generator和Altera的DSP Builder允許用戶建立位真實、周期精確的IP模型,將浮點模型調整為定點模型并在FPGA模塊上實現這些模型。然后,所得的HDL將直接進入后序的綜合流程。
“FPGA對我們的工具能否自動編程提出了挑戰。”Karnofsky說,“在ASIC領域很難做到這一點。”
在小組討論會上,有人曾提出這樣的問題:MathWorks今后是否會開放Matlab語言。與會者強調,專有語言在EDA領域沒有太好的表現。
“看看Verilog,”AccelChip公司總裁兼首席執行官Vin Ratford表示,“只要它是專有的,它的發展就受到限制。如果MathWorks能夠開放Matlab,那么它將能占領更大的市場。”
“我們將保持開放的思想,但目前還沒有計劃這樣做,”Karnofsky回應道。MathWorks是一家私有企業,年收入約為2.5億美元,共有1,100名雇員。
作者:葛立偉
