DSP Builder Training 1

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1、第9章DSPBuilder设计初步利用EDA技术完成硬件设计的途径有多种，前面介绍的是利用QuartusII来完成的，最为典型的设计流程，包括设计项目编辑（如用VHDL）、综合、仿真、适配、编程。但是对于一些特定的设计项目，这个流程就会显得很不方便，甚至无能为力。例如涉及算法类（如DSP模块）及模拟信号处理与产生方面的系统设计。Altera自2002年推出的DSPBuilder则很好地解决了这些问题。DSPBuilder可以帮助设计者完成基于FPGA的不同类型的应用系统设计。除了图形化的系统建模外，DSPBuilder还可以自动完成

2、大部分的设计过程和仿真，直至把设计文件下载至FPGA开发板上。利用Matlab与DSPBuilder进行模块设计也是SOPC技术的一个组成部分。本章以两个简单的电路模型设计为示例，详细介绍Matlab、DSPBuilder、QuartusII三个工具软件联合开发的设计流程。9.1Matlab/DSPBuilder及其设计流程DSPBuilder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（算法仿真建模）和RTL级（硬件实现）两个设计领域的设计工具连接起来，都放在了Matlab/Simlink图形设计平台上，

3、而将QuartusII作为底层设计工具置于后台，最大程度地发挥了对种工具的优势。DSPBuilder依赖于MathWorks公司的数学分析工具Matlab/Simlink，以Simulink的Blockset出现。可以在Simulink中进行图形化设计和仿真，同时又通过SignalCompiler把Matlab/Simulink的模型设计文件（.mdl）转成相应的硬件描述语言VHDL设计文件（.vhd），以及用于控制综合与编译的tcl脚本。对于综合以及此后的处理都由QuartusII来完成。由于在FPGA上设计一个算法模型的复杂性，

4、设计的性能（包括面积、速度、可靠性、设计周期）对于不同的应用目标将有不同的要求，涉及的软件工具也不仅仅是Simulink和QuartusII，DSPBuilder针对不同情况提供了两套设计流程，即自动流程和手动流程。图9-1是基于Matlab、DSPBuilder、QuartusII等工具完成设计的流程框图。如图9-1所示，设计流程的第一步是在Matlab/Simulink中进行设计输入。即在Matlab的Simulink环境中建立一个mdl模型文件，用图形方式调用DSPBuilder和其他Simulink库中的图形模块，构成系统级

5、或算法级设计框图，或称Simulink设计模型。在第二步，是利用Simulink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MatlabSimulink建模过程几乎没有什么区别，所不同的是，设计模型库采用DSPBuilder的Simulink库而已，同样也涉及到其他EDA软件。第9章DSPBuilder设计初步309MatlabSimulinkSimulink模型仿真建立模型mdl转成vhdl自动流程手动流程综合综合(QuartusII,(QuartusII,LeonardoSpectrum,L

6、eonardoSpectrum,Synplify)HDL仿真Synplify)(ModelSim)ATOMNetlist产生QuartusIIQuartusII生成编程文件(.pof,.sof)下载至硬件图9-1基于Matlab、DSPBuilder、QuartusII等工具第三步是DSPBuilder设计实现的关键一步。由于EDA工具软件（诸如QuartusII、ModelSim）不能直接处理Matlab的.mdl文件，这就需要一个转换过程。通过SignalCompiler把Simulink的模型文件（后缀为.mdl）转化成通用的

7、硬件描述语言，VHDL文件。转换获得的HDL文件是基于RTL级的，即可综合的VHDL描述。此后的步骤是对以上顶层设计产生的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，DSPBuilder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。如果采用自动流程，几乎可以忽略硬件的具体实现过程，选择让DSPBuilder自动调用QuartusII等EDA软件，完成综合（Synthesis）、网表（ATOMNetlist）生成和QuartusII适配，直至在Matlab中完成FPGA的

8、配置下载过程。但是，如果希望使用其它第3方的VHDL综合器和仿真器（除Synplify、LeonardoSpectrum和QuartusII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