Системы проектирования ПЛИС

Другой актуальной задачей проектирования является синтез цифрового устройства для последующей реализации на ПЛИС типа PLD, CPLD, FPGA. В России на долю FPGA-on-Board приходится более 90% проектов. В подобных продуктах функционирование устройства формализуется с помощью одного из языков описания аппаратуры (HDL). Например, VHDL или Verilog. Для простых устройств проект может быть задай и в виде принципиальном схемы. Следует отмстить следующие продукты:

Программа PeakFPGA компании Altium;

Модуль PLD, входящий в состав пакета Protel компании Altium;

Программа FPGA Studio компании Cadence Design Systems;

Программы Fusion/SpeedWave, Fusion/VSCi, Fusion/ViewSim, ViewPLD компании lnnoveda;

Пакет программ System View компании Elanix.

Программа PeakFPGA предназначена для описания проектов на языке VHDL (IEEE 1076-1987 и 1076-1993) и упаковки их в ПЛИС от различных производителей. Поддерживает библиотеки VITAL и Synopsys. Имеющиеся средства моделирования и верификации позволяют производить быстрый поиск ошибок по различным критериям и отладку разрабатываемого устройства.

Для описания проектов в составе пакета Protel используется модуль синтеза логики PLD, использующий язык CUPL, позволяющий описывать логические схемы произвольной комбинацией трех методов: булевыми выражениям, таблицами истинности и методом конечных автоматов. Синтезированное устройство упаковывается в конкретную микросхему, для программирования которой генерируется файл в формате JEDEC.

Большими возможностями обладает программа FPGA Studio, которую Cadence Design Systems предлагает вместо OrCAD Express. Она обеспечивает расширенные возможности синтеза и моделирования логических схем с последующей упаковкой их в ПЛИС ведущих производителей. По возможностям превосходит вышеперечисленные продукты, но и стоит почти на порядок дороже.

Оптимальным решением данной проблемы представляется семейство продуктов Fusion, входящее в состав интегрированного продукта Product Designer. Программа Fusion/SpeedWave позволяет работать на языке VHDL; Fusion/VSCi на языке Vcrilog; View PLD на языке ABEL, Fusion/ViewSim на вентильном уровне. Все ЭТИ программы объединяются в единое целое под управлением модуля IntclliFlow, а в комбинации с упомянутым модулем View Analog предлагают пользователям непревзойденные возможности по разработке сложных иерархических проектов, отдельные части которых используют различные технологии.

Отдельного упоминания стоит пакет SystemView, также позволяющий моделировать логические схемы и упаковывать их в ПЛИС фирмы Xilinx. Однако способ моделирования проекта здесь принципиально другой эта программа предназначена для моделирования систем на уровне структурных схем. Здесь используются поведенческие модели, позволяющие оценить работоспособность проекта на вентильном, а не на схемотехническом уровне. К достоинствам пакета можно отнести наличие модуля синтеза цифровых фильтров, к недостаткам совместимость лишь с устаревшей версией Xilinx CORE Generator 1.5 Это объясняется тем, что фирма Xilinx переключила свое внимание на имеющий сходные возможности, но более дешевый продукт Simulink 4.0 компании Mathwork, тесно интегрируемый с математической программой Matlab.

Следует отметить, что некоторые фирмы выпускают достаточно развитые бесплатные версии САПР. Например, пакет Max+Plus II Baseline фирмы Alter и др.

В современных САПР поддерживаются как стандартизованные языки описания аппаратуры, такие как VHDL, Verilog HDL, так и языки описания аппаратуры, разработанные компаниями производителями ПЛИС специально для использования только в своих САПР и учитывающие архитектурные особенности конкретных семейств ПЛИС. Примером может служить AHDL (Altera Hardware Description Language), поддерживаемый САПР Max+Plus II и Quartus компании Altera. Кроме того, многие крупные фирмы производители САПР интегральных схем активно включились в процесс создания ПО, поддерживающего ПЛИС различных производителей. Это позволяет проводить разработку алгоритмов, пригодных к реализации на ПЛИС не только разных семейств, но и различных производителей, что облегчает переносимость алгоритма и ускоряет процесс разработки. Примером таких систем являются продукты серии FPGA Express фирмы Synopsys, OrCAD Express фирмы OrCAD, продукты фирм VeriBest, Aldec, Cadence Design Systems и многих других.