基于C语言的FPGA设计
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［ ｓｒ ｃ ］ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｉｔｏ ｕ ｅ ｈ ｏ ｌｆ ｒＦＰ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｔｏ ｏ ＧＡ ｘ ｌｉａ ｉｎ Ｃｅｏ ｉａ ＤＫ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｐ ｏｔ ｔ － ｏ ｌｘｃ １ ｎ ｈ
Ｈ ａ ｄｅ — ｌ ｎｇｕ ｇ ａｎ ｓ ｕｓ ｅ ｗ ｏ ｅ ｌ ｔＦＰＧＡ ｙ ｕｓｎｇ Ｈａ ｄｅ — ｌ ｎ ａ ． ｎ ｌＣ ａ ａ ｅ． ｄ ｄｉｃ ｓ ｓ ｈｏ ｔ ｘｐ ｏｉ ｂ ｉ ｎ ｌＣ ａ ｇｕ ｇｅ
表 ， 生 成 ＶＨＤ 文 件 ， 于 Ｆ ＧＡ 现 有 的 ＲＴＬ 或 Ｌ 用 Ｐ
ＶＨＤ Ｌ工 具 套 件 。ＤＫ１ 以有 效 地 扩 展 Ｆ ＧＡ 的应 可 Ｐ 用， 或作 为 ＡＳ Ｃ开发 至关 重 要 的 中试 阶段 。 Ｉ
由于 设 计 流 程 经过 Ｈａ ｄ ｌ ｎ ｅ— Ｃ简 化 ， 以 ， 设 计 所 在 硬件 时 ， 只需 很 少 的人 员 和 时 间 。Ｃ ｌｘｃ ｅｏ ｉ ＤＫ１真正 ａ
Ｋｅ ｙｗｏｒ ｄｓ： ＦＰＧ Ａ ， Ｈ ＤＬ ， ｌ ｘｉａ， ａ ｌ — ， Ｖ Ｃｅ ｏ ｃ Ｈ ｎｄ ｅ Ｃ ＥＤＩ Ｆ
１ 引 言
在 现 代数 字 电路 设 计 中 ， Ｐ Ｆ ＧＡ 发 挥 着 越 来 越 重
综合 。Ｄ Ｋ１编译 器可 以直接 输 出经 过优 化 的 Ｅ Ｉ Ｄ Ｆ网
【 摘 要 】 介 绍 了一 种 应 用 Ｃ 程 序 直接 开 发 Ｆ ＧＡ 的 设 计 套 件 Ｃ ｌｘｃ Ｋ１ 并 对 其 开 发 Ｐ ｅ ｉ Ｄ ， ｏ ａ 语 言 Ｈａ ｄ ｌ 进 行 了介 绍 。 通 过 与 ＶＨＤ 言 的 对 比 ， 绍 了基 于 Ｃ 语 言 的 Ｆ ＧＡ 开 发 流 程 。 ｎ ｅ— Ｃ Ｉ语 介 Ｐ 关 键 词 ：Ｐ Ａ， Ｆ Ｇ ＶＨＤ Ｃ ｌｘｃ ， ｎ ｌ— Ｅ Ｉ Ｌ， ｅｏ ｉ Ｈａ ｄｅＣ， Ｄ Ｆ ａ
要 的作用 。 简单 的接 口电路设 计 到复 杂 的状 态机 ， 从 甚
至 “ ｙ ｔｍ ｈｐ ， Ｐ Ｓ ｓｅ Ｏｎ Ｃ ｉ” Ｆ ＧＡ 所扮 演 的角 色 已经 不 容 忽 视 。 的可 编程 特性 带 来 了 电路设 计 的灵 活性 ， 短 它 缩 了产 品 的“ｉ ｏｍａ ｋ ｔ 。 Ｐ ｔ ｍｅｔ ｒｅ ” Ｆ ＧＡ 的设 计 技术 已经成 为 电子工 程 师必 须掌 握 的一 项技 能 。 硬 件 描 述 语 言 是 Ｆ ＧＡ 设 计 中最 重要 的 输 入 方 Ｐ 法 ， ＶＨＤＬ 是 应 用 最 广 泛 的 硬 件 描 述 语 言 之 一 。 而
Ｅ Ａ 公 司 的 支持 ， 电 子 工 程 领域 ， Ｄ 在 已成 为 事 实 上 的 通 用 硬件 描述 语 言 。
Ｈａ ｄ ｌ 围绕 简 单 的 时 间 模 式 设 计 ， 样 ， 可 ｎ ｅ— Ｃ 这 它
以高度地 兼 顾 系统 体 系结 构设 计 师和 软件 工 程 师 。在
ＶＨＤ 主 要 用 于 接 口。 对 于＿些 复杂 的功 能 （ 但 如数 字 信号 处理 的 算 法 ） 编 程 者 如 果 采 用 复 杂 的硬 件 描 述 语 言 （ ， ＨＤＬ） 编 写 Ｆ ＧＡ 代码 ， 是一 个 非 常耗 时 的过程 。 ｅｏ ｉ Ｐ 将 Ｃ ｌｘｃ ａ
维普资讯
电 子工程 师
０． ８Ｎｏ １ ２ ０ Ｚ２ ． ０ ０ ２
基 于 Ｃ 语 言 的 ＦＰＧ Ａ 设 计
Ｔｈｅ ＦＰＧＡ ｓ ｇ ｓ ｄ ｏ Ｌａ ｇｕ ｇ Ｄｅ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｃ ｎ ａ ｅ
国 防科 技 大 学 电子 科 学 与 工 程 学 院 （ 沙 ４ ０ ７ ） 长 １ ０ ３ 北 京 ９ ４信 箱 １ ８号 ８ ０ 北京 华力创通科技 有限公 司 （ 京 １０９ ） 北 ０ ０ １ （ 京 １０８ ） 北 ０ ０ ８ 王 飞 孙 富明 沈晓 明
ＶＨＤＬ 的 英 文 全 名 是 ＶｅｙＨｉｈＳ ｅｄ Ｉｔｇａｅ ｒ— ｇ —ｐ ｅ ｎ ｅ ｒｔｄ
Ｃｉｃ ｉ ｒ ｕｔ Ｈａ ｄ ｒ Ｄｅ ｃ ｉ ｔ ｎ ａ ｇ ａ ｅ ，被 Ｉ ｒ ｗａ ｅ ｓ ｒｐ ｉ Ｌ ｎ ｕ ｇ ｏ ＥＥＥ
（ ｅ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ ｏ ｅ ｔ ｉａ ｎ ｌ ｃ ｒｃＥｎ ｉ ｅ ｒ ） Ｔｈ ｎ ｔｔ ｔ ｆＥｌ ｃ ｒ ｃ ｌ ｄ Ｅ ｅ ｔ ｉ ａ ｇｎ ｅｓ 和
公 司 的 Ｃ语 言开 发 Ｆ ＧＡ 的工具 软 件 Ｄ Ｐ Ｋ１解决 了这
Ｈａ ｄ ｌ 中 ， ｎ ｅ— Ｃ 程序 中每一 个 分 配指 令 花 费一 个 时 钟周 期运 行 。这 样 ， 在设 计 中 ， 编程 者可 以完全 地控 制 在任
何 时间点 上 发 生 的事 。软件 运 行 的结果 是 可 预知 的 和
确定 的 并发 功能 。 同时 ， 提供 了并行 处理 的 额外 声 明 它
和在 并行 程 序 间通 讯 的结 构 。它还 提供 灵 活 的数 据通 道宽 度 ， 通用 的 内存 体 系结 构 和外 部 硬件 接 口。
美 国 国防 部 确定 为标 准 硬 件 描述 语 言 ， 并得 到 了众 多
实现 了软硬 件 一体 化设 计 ， 源共 享 ， 资 管理 统 一 。
２ Ｈａ ｄｅＣ语 言 ｎ ｌ—
Ｃ ｌｘｃ ｅｏ ｉ ａ公 司专 门开 发 了编 程 语 言 Ｈａ ｄ ｌ 这 ｎ ｅ— Ｃ，
是一 种 起 源 于 ＩＯ／ Ｓ ＡＮＳ — 的语 言 ， 为 了支 持 硬件 ＩＣ 它 设计 而加 入 了 一些 附带 的特 征 ， 括 可 预 知 的 定 时和 包
Ｈ ａ ｄｅ — ｌ ｎｇｕ ｇ ａｎ ｓ ｕｓ ｅ ｗ ｏ ｅ ｌ ｔＦＰＧＡ ｙ ｕｓｎｇ Ｈａ ｄｅ — ｌ ｎ ａ ． ｎ ｌＣ ａ ａ ｅ． ｄ ｄｉｃ ｓ ｓ ｈｏ ｔ ｘｐ ｏｉ ｂ ｉ ｎ ｌＣ ａ ｇｕ ｇｅ
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Ｋｅ ｙｗｏｒ ｄｓ： ＦＰＧ Ａ ， Ｈ ＤＬ ， ｌ ｘｉａ， ａ ｌ — ， Ｖ Ｃｅ ｏ ｃ Ｈ ｎｄ ｅ Ｃ ＥＤＩ Ｆ
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在 现 代数 字 电路 设 计 中 ， Ｐ Ｆ ＧＡ 发 挥 着 越 来 越 重
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Ｅ Ａ 公 司 的 支持 ， 电 子 工 程 领域 ， Ｄ 在 已成 为 事 实 上 的 通 用 硬件 描述 语 言 。
Ｈａ ｄ ｌ 围绕 简 单 的 时 间 模 式 设 计 ， 样 ， 可 ｎ ｅ— Ｃ 这 它
以高度地 兼 顾 系统 体 系结 构设 计 师和 软件 工 程 师 。在
ＶＨＤ 主 要 用 于 接 口。 对 于＿些 复杂 的功 能 （ 但 如数 字 信号 处理 的 算 法 ） 编 程 者 如 果 采 用 复 杂 的硬 件 描 述 语 言 （ ， ＨＤＬ） 编 写 Ｆ ＧＡ 代码 ， 是一 个 非 常耗 时 的过程 。 ｅｏ ｉ Ｐ 将 Ｃ ｌｘｃ ａ
维普资讯
电 子工程 师
０． ８Ｎｏ １ ２ ０ Ｚ２ ． ０ ０ ２
基 于 Ｃ 语 言 的 ＦＰＧ Ａ 设 计
Ｔｈｅ ＦＰＧＡ ｓ ｇ ｓ ｄ ｏ Ｌａ ｇｕ ｇ Ｄｅ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｃ ｎ ａ ｅ
国 防科 技 大 学 电子 科 学 与 工 程 学 院 （ 沙 ４ ０ ７ ） 长 １ ０ ３ 北 京 ９ ４信 箱 １ ８号 ８ ０ 北京 华力创通科技 有限公 司 （ 京 １０９ ） 北 ０ ０ １ （ 京 １０８ ） 北 ０ ０ ８ 王 飞 孙 富明 沈晓 明
ＶＨＤＬ 的 英 文 全 名 是 ＶｅｙＨｉｈＳ ｅｄ Ｉｔｇａｅ ｒ— ｇ —ｐ ｅ ｎ ｅ ｒｔｄ
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公 司 的 Ｃ语 言开 发 Ｆ ＧＡ 的工具 软 件 Ｄ Ｐ Ｋ１解决 了这
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２ Ｈａ ｄｅＣ语 言 ｎ ｌ—
Ｃ ｌｘｃ ｅｏ ｉ ａ公 司专 门开 发 了编 程 语 言 Ｈａ ｄ ｌ 这 ｎ ｅ— Ｃ，
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