什么是 ASIC 設計

ASIC 設計是開發(fā)復雜電子系統(tǒng)的過程。該系統(tǒng)可制造成特殊用途的半導體設備，通常用于大批量應用或具有嚴格的功耗、性能和尺寸限制的應用。ASIC 系統(tǒng)設計人員使用高級語言并通過仿真和可視化來開發(fā)和評估算法。

許多系統(tǒng)設計人員使用 MATLAB 和 Simulink 作為高級環(huán)境來指定 ASIC 設計的算法。通過將這些產(chǎn)品與第三方 EDA 工具結(jié)合使用，系統(tǒng)設計人員可以與 ASIC 硬件設計人員協(xié)作，使用 MATLAB 和 Simulink 對數(shù)字和模擬/混合信號 (AMS) ASIC 設計的新算法內(nèi)容進行建模、仿真、優(yōu)化和實現(xiàn)。

建模

您可以選擇使用 MATLAB 或 Simulink 開發(fā)硬件實現(xiàn)的算法來開始 ASIC 設計開發(fā)。MATLAB 提供了一種基于語言且無時間限制的簡潔建模環(huán)境，而 Simulink 提供了一種支持使用多速率模塊圖、狀態(tài)機和其他建模結(jié)構(gòu)進行圖形化建模的環(huán)境。MATLAB 代碼可以整合到 Simulink 模型中，因此，您可以從 MATLAB 順利過渡到 Simulink 工作流。

通過將 Simulink 模型與現(xiàn)有代碼整合并使用 HDL 協(xié)同仿真對其進行仿真，來增強該模型以使其適用于 ASIC 設計。為了評估模擬組件與數(shù)字組件之間的交互，可以添加 Mixed-Signal Blockset 中的組件，如鎖相環(huán) (PLL) 與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（ADC 和 DAC）。

針對代碼生成優(yōu)化模型

接下來，您可以基于硬件實現(xiàn)優(yōu)化 ASIC 設計模型。算法開發(fā)人員可與 ASIC 硬件設計人員協(xié)作優(yōu)化模型的硬件架構(gòu)。首先是審查 MATLAB 代碼或 Simulink 模型，驗證它是否適用于 HDL 代碼生成。我們有 300 多個 Simulink 模塊和 200 多個 MATLAB 函數(shù)支持生成 HDL 代碼，您可以使用它們來構(gòu)建模型。其次是使用 Fixed-Point Designer 將浮點模型轉(zhuǎn)換為定點模型，以減少設計的面積和功耗。通過將 Simulink 模型從基于幀的模型轉(zhuǎn)換為流式模型，可以針對 ASIC 設計進一步優(yōu)化這些模型。

針對 HDL 代碼生成進行基于模型的優(yōu)化

通過 ASIC 架構(gòu)，可以采用多種方式從功耗-性能-面積 (PPA) 方面優(yōu)化實現(xiàn)。系統(tǒng)設計人員可以與 ASIC 硬件設計人員協(xié)作，使用 HDL Coder 從 MATLAB 代碼或 Simulink 模型生成可綜合的 Verilog 和 VHDL 代碼。HDL Coder 提供了一系列優(yōu)化選項，可以幫助設計人員盡可能實現(xiàn) ASIC 設計的最高性能。這些選項包括時鐘速率自動優(yōu)化、資源共享和流水線化，它們可以顯著減少實現(xiàn)設計所需的邏輯數(shù)量。HDL Coder 還支持為多速率設計和觸發(fā)子系統(tǒng)生成 HDL 代碼。

HDL 和 SystemC 代碼生成

使用 HDL Coder，您可以按照引導式工作流完成 ASIC 設計的 HDL 代碼生成過程。HDL Coder 可檢查 MATLAB 和 Simulink 模型與 HDL 代碼生成的兼容性，支持自定義生成的 HDL 代碼，生成預綜合報告，并生成 HDL 測試平臺。

您可以通過 MATLAB 函數(shù)生成可綜合的 SystemC 代碼。生成的 SystemC 代碼可作為 Cadence Stratus 高級綜合工具的輸入。通過將 Stratus HLS 與 Genus 邏輯綜合解決方案和 Joules RTL 功耗解決方案相集成，ASIC 設計人員可以提前了解 ASIC 設計實現(xiàn)的功耗-性能-面積 (PPA)。

使用 HDL Coder，可以從 MATLAB 代碼生成 SystemC、Verilog/SystemVerilog 或 VHDL 代碼。

FPGA 原型構(gòu)建

在 ASIC 設計中，F(xiàn)PGA 原型構(gòu)建是一種通過硬件測試來評估算法實現(xiàn)的常見方法。HDL Coder 可與 AMD Xilinx、Intel 和 Microchip 設備的 FPGA 工作流相集成，在開發(fā)板上實現(xiàn)快速原型構(gòu)建。

使用 FPGA 開發(fā)板對原型設計進行 FPGA 在環(huán)測試。