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1、第21卷 第11期计 算 机 仿 真2004年11月 文章编号:1006-9348(2004)11-0092-03MATLAB在FPGA设计中的运用刘伟,蒋阳(重庆大学通信学院,重庆400044)摘要:在目前的FPGA设计工具中,功能验证普遍依赖手工输入测试向量,观测输出波形图这种方法。但在FPAG实现复杂算法时,这种验证方式有很大的局限性。首先,随机测试向量的创建不再是一个简单random()函数的调用,并且这些建立起的测试向量并不容易满足理想的激励模式;其次,众多接点波形逻辑关系的分析更加复杂,不适合在波形图上直接分析;最后,仅仅凭借波形图,设计者很难有效地评估各个电路参数对性能的
2、影响。该文在分析这种局限性的基础上,提出在FPAG的功能验证阶段引入MATLAB,构筑一个能解决复杂算法FPGA实现的功能验证平台,并以MPEG-4区块匹配运动估计算法为例,对该方法进行详细的阐述。关键词:现场可编门阵列;功能验证;运动图像专家组中图分类号:TP391.9文献标识码:AApplicationofMATLABinDesignofFPGALIUWei,JIANGYang(ChongqingUniversity,Chongqing400044,china)ABSTRACT:InavailabledesigntoolsofFPGA,fuctionverificationisusu
3、sallydependentonthemanualinputoftestbenchesandobservingthewaveformeditwindow.However,themethodislimitedinverificationofcomplexalgorithms.First,creatingrandomtestbenchesinvolvesmorethancallingtherandom()functionandcannoteasilybearchitectedanddesignedtoproducethedesiredstimuluspatterns.Secondly,the
4、analysisoflogicrelationshipineachnodeissocomplexthatitisnotpossibletodoinwaveform.Atlast,onlydependingonwaveform,designersaredifficulttofindeffectsofcircuitparametervariationsonperfor2mance.Thispaperpresentsanewmethod,whichintroducesatoolofMATLABandbuildsthenewplatformofverification,tosolvethepro
5、blem,andelaboratethemethodbyexampleofalgorithmofblock-matchinginMPEG-4.KEYWORDS:FPGA;Function-verification;MPEG1 引言一步的改进提供良好的基础,减少后期实现的风险性。目前,现场可编程门阵列FPGA在前端数字信号处理中在这方面,FPGA工具提供商一般通过提供波形图工具正越来越多的取代ASIC和DSP。与DSP和ASIC相比,FPGA来解决电路的仿真验证问题。使用这种方法,设计人员需在有更高的吞吐量、位级的可编程能力、开发的周期短和风险各个电路的输入接点输入测试向量,激励电路,而后
6、观测各小等等优点。尤其是最近90nm技术在FPGA中的引入,使个输出接点的波形,发现这些波形之间的逻辑关系,从而判FPGA在电路集成数量和工作的频率上取得了飞跃的发展,断电路的功能是否得以实现。这种方法在解决一般的电路使许多复杂的算法、片上系统得以实现;另一方面,也对一些设计时不会出现问题,但是,当今天在FPGA上实现的算法日以往应用在FPGA设计中的方法提出了挑战,其中,过去应用益复杂的时候,这种方法有很大的局限性。主要的问题反映在功能验证阶段的一些方法就不适应对今天复杂算法进行在三个方面:有效的验证。第一,在测试向量的产生阶段,手工输入的测试向量数功能验证是整个FPGA设计流程中重要
7、的一环,通过对据量小、随机性不好、数据的复杂程度不高,不满足复杂电路硬件描述语言描述的逻辑功能进行仿真、测试,可以尽早地对测试数据的要求。发现算法在FPGA实现中的错误、缺陷,评估某种实现方式所第二,在向量的输出阶段,各个接点输出波形的关系复能达到的算法精度以及所消耗的电路资源,从而为设计者下杂,难以直接从输入输出波形中分析出电路的功能实现。第三,在电路的性能评估阶段,需要在算法精度和消耗收稿日期:2004-03-22电路资源之间作
