浅析Intel FPGA DSP Builder系统级设计

一段时间以来，MathWorks一直主张使用Matlab和Simulink开发工具进行基于模型的设计，因为好的设计技术使您能够在更短的时间内开发更高质量的复杂软件。基于模块的设计采用了数学和可视化的方法，通过整个开发过程中使用的系统级建模（从初始设计到设计分析，仿真，自动代码生成、开发和验证）来开发复杂的控制和信号处理系统。这些模块是由框图，文本程序和其他图形元素组成的可执行规范。基于模型的设计鼓励对比其他设计方法更广泛的设计空间的快速探索，因为您可以在设计周期的早期更快地迭代设计。而且，由于这些模型是可执行的，所以验证成为每一步开发过程中不可或缺的一部分。

面向英特尔® FPGA 的 DSP Builder 是一款数字信号处理 （DSP） 设计工具，通过MathWorks* Simulink* 环境中，对英特尔 FPGA 的支持， 通过按下不同按钮生成 DSP 算法的 HDL 代码。该工具可使用 MATLAB 函数和 Simulink 模型生成可合成的优质 VHDL/Verilog 代码。生成的 RTL 代码可用于英特尔 FPGA 编程，广泛适用于雷达设计、无线和有线通信设计、医学成像和电机控制等应用。

该工具在现有的 Simulink 库中添加了额外的库块，其中包括面向英特尔 FPGA 的 DSP Builder 高级模块集和面向英特尔 FPGA 的 DSP Builder 标准模块集。建议使用面向英特尔 FPGA 的 DSP Builder高级模块集进行全新的设计。

下图所示为Intel FPGA DSP Builder 系统级设计流程。

主要特性：

从高等级的示意图到针对英特尔 FPGA 优化的低等级 VHDL

使用矢量处理来执行高性能的定点和浮点 DSP，例如复杂的 IEEE 754 单精度浮点

将设计一键迁移到英特尔 Arria® 10 和英特尔 Stratix® 10 设备上的英特尔的硬浮点 DSP 模块。

通过 ALU 折叠从扁平的数据速率设计中构建定制的 ALU 处理器架构

高级合成优化，自动流水线插入和平衡，以及目标硬件映射

灵活的“白盒”快速傅立叶变换 （FFT） 工具包，具有开放的库和模块层次结构，可支持用户构建定制的 FFT

使用设计人员制定的系统时钟约束自动实现流水线、时分多路复用/分折和时序收敛

访问高级 math.h 函数和多通道数据

为所有设计生成资源利用率表，而无需使用英特尔 Quartus Prime 软件进行编译

自动为英特尔 Quartus Prime 软件、Timing Analyzer、Platform Designer（原 Qsys）以及 ModelSim-Intel FPGA 版本生成项目或脚本。