DSP Builder的功能和流程

电子 131 XXX XXXXXX1、说明DSP Builder的主要功能DSP Builder是Alt era公司提供的一种DSP系统设计工具，是Matl ab/Simulink设计 工具和Quartusll设计工具之间的一个桥梁，把Matlab/Simulink中的DSP系统设计转化 为HDL文件，在Quar tusll工具中实现到具体的器件中。产生于Matl abDSP BuilderQuartus II流程的DSP模块或其他功能模块可以成为单片FPGA电路系统中的一个 组成部分，担任某个局部电路的功能；通过MatlabDSP Builder，可以直接为Nios II嵌 入式处理器设计各类加速器，成为Nios II系统的一个接口设备，与整个片内嵌入式系统融 为一体。DSP Builder是一个系统级（或算法级）设计工具，它架构在多个软件工具之上，并 把系统级和RTL级两个设计领域的设计工具连接起来，最大程度地发挥了两种工具的优势。2、说明DSP Builder的设计流程第一步是在Matlab的Simulink环境中建立一个mdl模型文件，调用Alt era DSP Builder 和其它Simulink库中的图形模块（Block），构成设计框图（或称Simulink设计模型）。第二步是利用Simulink强大的图形化仿真、分析功能，分析此设计模型的正确性，完 成模型仿真。在这两步中，与一般的Matlab Simulink建模过程几乎没有什么区别，所不同 的是设计模型库采用Alt era DSP Builder的Simulink库。第三步是DSP Builder设计实现的关键一步，通过SignalCompiler把Simulink的模型 文件（后缀为.mdl）转化成通用的硬件描述语言VHDL文件（后缀为.vhd）。由于EDA工具软件 （诸如Quar tus II、ModelSim）不能直接处理Mat lab的.mdl文件，这就需要一个转换过程。 转换获得的HDL文件是基于RTL级（寄存器传输级）的VHDL描述。再接下来的几个步骤是对以上设计产生的VHDL的RTL代码和仿真文件进行综合、编译适配 以及仿真。为了针对不同用户的设计目的和设计要求，DSP Builder提供了两种不同的设计 流程，主要可以分为自动流程和手动流程。如果采用DSP Builder的自动流程，几乎可以忽略硬件的具体实现过程，DSP Builder 自动调用Quar tusll等EDA设计软件，完成综合(Syn thesis)、网表(ATOM Ne tlis t)生成和 Quartus II适配，甚至在Matlab中完成FPGA的配置下载过程。如果希望使用其它第三方的VHDL综合器和仿真器(除Synplify、LeonardoSpectrum和 Quartus II综合器及ModelSim外)，或是希望完成特定的适配设置，如逻辑锁定、时序驱 动编译、ESB特定功能应用等，可以选用手动流程设计。在手动流程中，可以灵活地指定综合、适配条件。不过，需要手动地调用VHDL综合器进行 综合，调用Quartus II进行适配，调用ModelSim或者Quartus II进行仿真，最后用 Quartus II产生相应的编程文件用于FPGA的配置。3、论述 Matlab、Simulink DSP Builder Modelsim、Quartus II几种工具之 间的关系MATLAB1 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、 数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink 两大部分。Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的 集成环境。Alt era可编程逻辑器件(PLD)中的DSP系统设计需要高级算法和HDL开发工具。Alt era DSP Builder将The MathWorks MATLAB和Simulink系统级设计工具的算法开发、仿真和验 证功能与VHDL综合、仿真和Alt era开发工具整合在一起，实现了这些工具的集成。Mentor公司的ModelSim是业界最优秀的HDL语言仿真软件，它能提供友好的仿真环境， 是业界唯一的单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。它采用直接优化的编译技术、 Tcl/Tk技术、和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护 IP核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段，是FPGA/ASIC 设计的首选仿真软件。Quartus II通过和DSP Builder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各 种DSP应用系统；支持Altera的片上可编程系统(SOPC)开发，集系统级设计、嵌入式软 件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。