System Synthesis with VHDL

سیستم‌های تعبیه‌شده معمولاً از چندین مؤلفه تعاملی مانند پردازنده‌های سفارشی یا برنامه خاص، ASIC، بلوک‌های حافظه و زیرساخت‌های ارتباطی مرتبط تشکیل شده‌اند. توسعه ابزارهایی برای پشتیبانی از طراحی چنین سیستم هایی مستلزم گامی بیشتر از سنتز سطح بالا به سمت سطح انتزاع بالاتر است. فقدان ابزار طراحی که مشخصات یک سیستم کامل را در سطح سیستم بپذیرد، که ممکن است شامل اجزای سخت افزاری و نرم افزاری باشد، یکی از گلوگاه های اصلی در طراحی سیستم های تعبیه شده است. بنابراین، تلاش‌های تحقیقاتی بیشتر و بیشتری بر روی مسائل مربوط به سنتز در سطح سیستم انجام شده است.
این کتاب به دو حوزه تحقیقاتی فعال در اتوماسیون طراحی امروزی می پردازد: سنتز سطح بالا و سنتز در سطح سیستم. به طور خاص، یک رویکرد تبدیلی برای سنتز از مشخصات VHDL توضیح داده شده است.
System Synthesis با VHDL یک نمای منسجم از سنتز سیستم ارائه می دهد که شامل وظایف سنتز سطح بالا و سطح سیستم است. VHDL به عنوان یک زبان مشخصات استفاده می شود و چندین موضوع در مورد استفاده از VHDL برای سنتز سطح بالا و سطح سیستم مورد بحث قرار می گیرد. اینها شامل جنبه هایی از کامپایل VHDL در یک نمایش طراحی داخلی تا سنتز سیستم هایی است که به عنوان فرآیندهای VHDL تعاملی مشخص شده اند.
این کتاب بر استفاده از یک رویکرد تحول‌آفرین برای سنتز سیستم تأکید دارد. یک نمایش طراحی مبتنی بر شبکه پتری به طور دقیق تعریف شده و در سراسر کتاب به عنوان وسیله ای اساسی برای تصویرسازی تحولات و سایر مفاهیم طراحی استفاده می شود. اکتشافی بهبود تکراری، مانند جستجوی تابو، بازپخت شبیه‌سازی‌شده و الگوریتم‌های ژنتیک، به عنوان استراتژی‌هایی که برای هدایت فرآیند بهینه‌سازی در یک محیط طراحی مبتنی بر تحول مورد استفاده قرار می‌گیرند، مورد بحث قرار گرفته و نشان داده می‌شوند. موضوعات پیشرفته، از جمله پارتیشن بندی سخت افزار/نرم افزار، سنتز آزمایشی و سنتز توان کم از دیدگاه یک رویکرد تحول آفرین به سنتز سیستم مورد بحث قرار می گیرند.
System Synthesis with VHDL را می توان برای دوره های پیشرفته کارشناسی یا کارشناسی ارشد در زمینه اتوماسیون طراحی و به طور خاص تر، سنتز در سطح بالا و سطح سیستم استفاده کرد. در عین حال این کتاب برای توسعه دهندگان و محققان CAD و همچنین طراحان صنعتی سیستم های دیجیتال که به الگوریتم ها و تکنیک های جدید پشتیبانی می کنند در نظر گرفته شده است.

Embedded systems are usually composed of several interacting components such as custom or application specific processors, ASICs, memory blocks, and the associated communication infrastructure. The development of tools to support the design of such systems requires a further step from high-level synthesis towards a higher abstraction level. The lack of design tools accepting a system-level specification of a complete system, which may include both hardware and software components, is one of the major bottlenecks in the design of embedded systems. Thus, more and more research efforts have been spent on issues related to system-level synthesis.
This book addresses the two most active research areas of design automation today: high-level synthesis and system-level synthesis. In particular, a transformational approach to synthesis from VHDL specifications is described.
System Synthesis with VHDL provides a coherent view of system synthesis which includes the high-level and the system-level synthesis tasks. VHDL is used as a specification language and several issues concerning the use of VHDL for high-level and system-level synthesis are discussed. These include aspects from the compilation of VHDL into an internal design representation to the synthesis of systems specified as interacting VHDL processes.
The book emphasizes the use of a transformational approach to system synthesis. A Petri net based design representation is rigorously defined and used throughout the book as a basic vehicle for illustration of transformations and other design concepts. Iterative improvement heuristics, such as tabu search, simulated annealing and genetic algorithms, are discussed and illustrated as strategies which are used to guide the optimization process in a transformation-based design environment. Advanced topics, including hardware/software partitioning, test synthesis and low power synthesis are discussed from the perspective of a transformational approach to system synthesis.
System Synthesis with VHDL can be used for advanced undergraduate or graduate courses in the area of design automation and, more specifically, of high-level and system-level synthesis. At the same time the book is intended for CAD developers and researchers as well as industrial designers of digital systems who are interested in new algorithms and techniques supporting modern design tools and methodologies.