Quick-Turnaround ASIC Design in VHDL: Core-Based Behavioral Synthesis

از پیشگفتار.....
برنامه های مدرن پردازش سیگنال دیجیتال چالش بزرگی را برای طراح سیستم فراهم می کند. الگوریتم‌ها به‌طور فزاینده‌ای پیچیده‌تر می‌شوند، و با این حال باید با محدودیت‌های عملکردی دقیق محقق شوند. با این وجود، این الگوریتم‌های DSP اغلب از بسیاری از وظایف فرعی متعارف (به عنوان مثال، فیلترهای IIR و FIR، FFT) ساخته می‌شوند که می‌توانند در سایر وظایف فرعی استفاده مجدد شوند. سپس طراحی مشکل ترکیب این نهادهای اصلی در یک کل منسجم برای ارائه عملکرد مورد نظر و عملکرد مورد نیاز است.
به منظور سازماندهی فرآیند طراحی، دو رویکرد عمده وجود داشته است. رویکرد از بالا به پایین با یک توصیف انتزاعی، مختصر و کاربردی شروع می شود که می تواند به سرعت ایجاد شود. از سوی دیگر، رویکرد پایین به بالا از یک طراحی سطح پایین با جزئیات شروع می‌شود که در آن می‌توان عملکرد را مستقیماً ارزیابی کرد، اما جایی که طراحی و جزئیات رابط مورد نیاز زمان زیادی را برای تولید نیاز دارد. در این کتاب، نویسندگان روشی را برای حل موثر این تنش با حفظ اختصار سطح بالای VHDL نشان می‌دهند و در عین حال آن را برای تناسب مناسب با برنامه‌های خاص از طریق استفاده مجدد از مؤلفه‌های کتابخانه اصلی، پارامتر می‌کنند. از آنجایی که آنها بر روی یک مجموعه از پیش طراحی شده از عناصر اصلی ساخته می شوند، تخمین های دقیق منطقه، سرعت و قدرت را می توان در روال های طراحی سطح بالا که فضای طراحی را بررسی می کند، تراوش کرد. نتایج چشمگیر هستند و مدل هزینه ارائه شده بسیار مفید خواهد بود. به طور کلی، نویسندگان یک رویکرد به‌روز ارائه کرده‌اند و کار خوبی در خارج کردن عملکرد از طراحی سطح بالا انجام داده‌اند.
روش ارائه شده به خوبی از ابزارهای طراحی موجود استفاده می کند و از نظر فرآیند طراحی صنعتی واقع بینانه است. این رویکرد به خودی خود جالب است، اما از کاربرد مستقیم نیز برخوردار است و به ابزارهای DSP CAD موجود جایگزینی بسیار رقابتی می دهد. تکنیک‌های توصیف‌شده در پروژه ARPAs RASSP (نمونه‌سازی اولیه سریع پردازنده‌های سیگنال خاص برنامه) توسعه یافته‌اند و باید در آنجا و همچنین برای بسیاری از طراحان صنعتی مورد توجه قرار گیرد.
پروفسور جاناتان آلن، موسسه فناوری ماساچوست

From the Foreword.....
Modern digital signal processing applications provide a large challenge to the system designer. Algorithms are becoming increasingly complex, and yet they must be realized with tight performance constraints. Nevertheless, these DSP algorithms are often built from many constituent canonical subtasks (e.g., IIR and FIR filters, FFTs) that can be reused in other subtasks. Design is then a problem of composing these core entities into a cohesive whole to provide both the intended functionality and the required performance.
In order to organize the design process, there have been two major approaches. The top-down approach starts with an abstract, concise, functional description which can be quickly generated. On the other hand, the bottom-up approach starts from a detailed low-level design where performance can be directly assessed, but where the requisite design and interface detail take a long time to generate. In this book, the authors show a way to effectively resolve this tension by retaining the high-level conciseness of VHDL while parameterizing it to get good fit to specific applications through reuse of core library components. Since they build on a pre-designed set of core elements, accurate area, speed and power estimates can be percolated to high- level design routines which explore the design space. Results are impressive, and the cost model provided will prove to be very useful. Overall, the authors have provided an up-to-date approach, doing a good job at getting performance out of high-level design.
The methodology provided makes good use of extant design tools, and is realistic in terms of the industrial design process. The approach is interesting in its own right, but is also of direct utility, and it will give the existing DSP CAD tools a highly competitive alternative. The techniques described have been developed within ARPAs RASSP (Rapid Prototyping of Application Specific Signal Processors) project, and should be of great interest there, as well as to many industrial designers.
Professor Jonathan Allen, Massachusetts Institute of Technology