使用哪种方式可以将 MATLAB 算法转换到FPGA中运行?

FPGA在进行相关算法计算时,一般都会使用高级语言进行算法验证,目前比较常见的就是 MATLAB ,那么使用哪种方式可以将MATLAB中实现的算哒转换到FPGA中?

目前可以通过多种方式在 FPGA 中实现算法。

MathWorks 提供了一个名为 Simulink HDL 编码器从 Simulink 模型和嵌入式 M 代码创建可综合的 HDL。Simulink HDL Coder对于快速评估硬件中的新算法非常有用。但是,使用 Xilinx System Generator 工具可以实现更高的性能。

System Generator for DSP

Xilinx System Generator for DSP:Xilinx 提供了一个高度优化的模块库,可以在 Simulink 中进行仿真,然后编译用于 FPGA 上运行。设计时候需要使用 MATLAB Simulink 环境中,并用 System Generator 模块替换 Simulink 的模块。此设计流程提供比 HDL Coder 更高的性能,因为每个模块都是针对 Xilinx FPGA 预先优化的 IP。

Synphony HSL

Synopsys(Synopsys, Inc. (NASDAQ: SNPS) 是全球领先的半导体设计、验证和制造软件和 IP 供应商) 有一个高级综合工具 (HSL),称为 Synphony HLS。

Synphony HLS 解决方案具有以下优势,可显著提高生产率,优于传统方法:

  • 从 M 到优化 RTL 的自动化流程

  • ASIC 和 FPGA 优化 RTL 架构的综合

  • 用于早期算法验证的快速原型方法

与低效且容易出错的手动重新编码流程不同,Synphony HLS 直接从高级 M 代码和 Synphony HLS 优化的 IP 模型库创建可实施的 RTL 和 C 模型。使用独特的约束驱动定点传播功能,设计人员可以快速直观地从可综合的高级浮点 M 代码子集中导出定点模型。然后,Synphony HLS 引擎将合成经过架构优化的 RTL,满足面积、速度和功率目标。

我还没有使用过这个工具,所以不能评论他们的设计流程。这听起来类似于Xilinx停产的工具-AccelDSP,这为快速原型化MATLAB算法和目标FPGA硬件提供了一种很好的方法。然而,它通常不会产生高性能的设计。

手动HDL编码

最后一个选项是手动编码。理解算法做了哪些运算,尝试从硬件角度理解。 通常所有的算法都可以在硬件中通过乘法、加法、减法、除法等基本运算来实现。为此,需要verilog编程技能和数字设计等方面知识。根据MATLAB算法,从头开始,使用VHDL或Verilog(可能实例化Xilinx IP)编写设计代码,创建HDL测试平台,并将MATLAB的输入/输出向量与HDL仿真器进行比较。几十年来,工程师们一直以这种方式进行设计,但这是一种缓慢且容易出错的方式。与 MathWorks HDL Coder 一样,它确实具有产生不依赖于特定软件工具的 HDL 设计的优势,同时兼具占用资源少等优点,然而也就这些优点而已。

总结

从方便快捷出发,优选System Generator for DSP,但是无法说服每一个人,所以还是手动编写吧~

相关推荐
小小测试开发5 小时前
安装 Python 3.10+
开发语言·人工智能·python
KaMeidebaby6 小时前
卡梅德生物技术快报|PD1 单克隆抗体定制配套 N 糖全谱质控开发
前端·人工智能·算法·数据挖掘·数据分析
8Qi86 小时前
LeetCode 235. 二叉搜索树的最近公共祖先(LCA)
算法·leetcode·二叉树·递归·二叉搜索树·lca·迭代
AAA大运重卡何师傅(专跑国道)7 小时前
【无标题】
开发语言·c#
bIo7lyA8v7 小时前
算法稳定性分析中的随机扰动建模的技术8
算法
XBodhi.7 小时前
Visual Studio C++ 语法错误: 缺少“;”(在“return”的前面)
开发语言·c++·visual studio
科研online7 小时前
基于多源数据和XGBoost-SHAP分析中国大陆绿地碳汇空间变异影响因素的非线性相关性与尺度差异
算法·学习方法
Aaron15887 小时前
无人机反制中AOA+TDOA联合定位技术与雷达探测定位技术的应用对比分析
arm开发·嵌入式硬件·fpga开发·硬件工程·无人机·信息与通信·信号处理
Cthy_hy7 小时前
拓扑排序超详解:原理 + Kahn 贪心算法
python·算法·贪心算法
LSssT.8 小时前
【01】Python 机器学习
开发语言·python