Vivado HLS与System Generator：联系与区别

在很多年以前的ISE套件里面，有个功能强大的AccelDSP，它可以可自动地进行浮点到定点转换，并把算法生成可综合的HDL，还可以创建用于验证的测试平台，但是在4年前左右的时候销声匿迹了，当时的说法是市场策略的问题。几年之后Vivado HLS横空出世，具备了更加强大的分析、综合、验证等功能，使得我们可以快速把现有的C/C++代码在满足HLS设计规范的情况下直接生成可综合的结果。在这前后的时间里面，我们还有一个工具可以直接把现有的算法生成可综合的结果，而不需要或者只需要很少的手工HDL编写，那就是System
Generator。那HLS和System Generator既然都可以生成现成的可综合HDL代码，那么它们直接有什么区别和联系呢？我们可以在此做一些简单的探讨，不足之处请大家指出。（1）相比于手工编码，Vivado HLS与System Generator都是在一种更高层次的级别上进行设计。       Vivado HLS是把现有的基于C/C++/SystemC的算法直接在基于Eclipse的编译环境中进行开发、验证并生成可综合的代码，只要对FPGA的基本结构有了一定的了解，我们很容易以开发软件类似的方式完成算法的综合，开发效率是不言而喻的。      
System Generator同样可以把现有的算法在Simulink环境中进行开发、仿真验证、FPGA在回路验证等等，而且它不仅可以生成可综合的HDL、EDK中使用的IP，甚至可以直接生成bit流文件。当然，因为在使用System Generator设计时要直接使用FPGA中的基本模块，开发人员要对FPGA的架构和开发方式更加熟悉，比如什么地方要插入寄存器保证时序，什么地方使用某些模块不会产生额外的硬件资源消耗等等。       做为全新的设计工具，目前看起来Vivado HLS的设计完成的速度要更快一些，当然Vivado套件中的System
Generator和ISE套件中的System Generator相比，生成速度已经提高了很多了。（2）二者都是基于模型的设计方法中的重要手段       基于模式的设计（MBD）在复杂的嵌入式系统中的应用越来越广泛了，因为结合了Matlab/Simulink设计方法，验证与测试工作可以多次、反复地高效运行，并且使用了自动代码生成技术，开发、验证与确认等工作的效率大大提高。       假设我们已经有了一个基于C/C++的，或者在Simulink环境中已经充分验证了的代码，那我们至少有四种途径直接生成可综合的HDL代码，包括：      
把Simulink模型用System Generator中的模块重新搭建（可以自己编写个m文件，标明替换规则，然后自动替换，但是不是万能的，什么时候Xilinx出一个就好了），然后进行直接仿真验证、基于JTAG/以太网的FPGA在回路测试、ModelSim仿真等等，最后可以生成HDL文件、IP、综合网表、比特流等。       用Matlab的HDL Coder/HDL Verifier进行HDL文件的生成、测试等。它的测试、验证思想等与System Generator是一致的，但是因为它并不是专门针对Xilinx
FPGA的，所以生成的都是标准的HDL，对IP、硬件资源的使用以及不如System Generator灵活。       使用Matlab/Simulink/Embeded Coder直接把现有的模型生成C代码，这个代码生成速度和测试、验证是很快的，是MBD开发的一种典型方式。使用生成的C代码，或者使用现有的C代码，然后就可以使用Vivado HLS进行高层次的综合工作了。（3）二者可以互相转换、调用       说了这么多，那Vivado HLS和System Generator如何进行一些互动呢？在Vivado开发环境下，得益于Vivado
IPI以IP为中心的这样的设计方法，它们直接的互动变得非常容易。例如：       把Vivado HLS综合的结果打包为一个IP，或者生成HDL代码，从而供System Generator直接调用；如果懒得验证，可以直接使用Vivado HLS模块；        在一个Vivado工程中，一部分功能可以由Vivado HLS综合而来，一部分现有的基于System Generator的算法直接被调用，它们便可以共同工作了。

转载地址：http://xilinx.eetrend.com/blog/6388