FPGA開発日記

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高位合成言語イントロダクション

この記事は ハードウェア開発、CPUアーキテクチャ Advent Calendar 2016 - Qiita の19日目の記事です。

ハードウェア開発、CPUアーキテクチャ Advent Calendarも、25日分ほぼ埋まってきました。あともう少し、各担当者の皆様、頑張りましょう!

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1. そもそも高位合成言語とは

ちまたでVerilog-HDL, VHDLの変わりになると流行っている高位合成言語だが、きちんとした定義はどのようになっているのだろう?

こちらの発表資料を見てみると、

  • 今さら聞けない高位合成 ~1から学ぶ高位合成~

http://www.edsfair.com/2009/pdf/sp_s04/eds09_sp04_1.pdf

設計対象の回路の動作・アルゴリズムからレジスタ転送レベル(RTL)の回路を自動で生成する技術

とある。動作記述、つまり「どのようなことを行いたいか?」を記述したら回路(それもRTLレベル)を生成する技術というように捉えることが出来る。

2. いろんな高位合成ツール

私の調査した限りでの、高位合成ツールをリストアップしてみる。

大体以下のような感じかなあ。いまいち高位合成ツールの比較方法って分からないんだよな。対象言語と値段くらいしか思いつかない。

あと、この一覧表は私のGoogle検索の結果と思い付く限りで調査したものなので、ウソや過不足もあると思うので、適宜ツッコミを入れて頂ければ助かります。

Cyber Work Bench Vivado-HLS Catapult C Impulse C Synphony C Compiler C-to-Silicon Compiler
開発元 NEC Xilinx Mentor Graphics Impulse Accelerated Technologies Synopsis Cadence
対象言語 System-C/ANSI-C C/C++ ANSI C++/System C ANSI C C/C++ System C
値段 有料 無償版あり 有料 有料 有料 有料

CyberWorkBench

jpn.nec.com

NECの開発した高位合成ツール。結構昔からある気がする。ハードウェアC(?)からRTLを生成することが出来る。有料だし非常にお高いと聞いているので、トライしたことは無い。

Vivado-HLS

https://japan.xilinx.com/products/design-tools/vivado/integration/esl-design.htmljapan.xilinx.com

Xilinxの発表したFPGA向け高位合成ツール。というかもとはAutoESLという高位合成ツールを買収したものらしい。C/C++からRTLを生成することが出来る。最近無料になった。

Catapult C

www.mentor.com

メンターグラフィックスの開発した高位合成ツール。C/C++などのからRTLを生成することが出来る。ちなみに、MicrosoftのProject Catapultとは関係無い。

Impulse C

こちらもFPGA向け、C/C++からRTLを生成する高位合成ツール。こちらは、何故か日本語の資料や書籍が入手しやすい。結構誰にでもトライアルできるツールなのかな?

[実践] C言語による組込みプログラミングスタートブック

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C言語による実践的FPGAプログラミング

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  • 作者: デビッドペレリン,スコットティボー,天野英晴,David Pellerin,Scott Thibault,宮島敬明
  • 出版社/メーカー: エスアイビーアクセス
  • 発売日: 2011/08
  • メディア: 単行本
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上記の書籍の翻訳は慶応大学の学生さんが行ったそうだ。すごいなあ。

Synphony C Compiler

www.synopsys.com

Synopsysの高位合成ツール。C/C++をRTLにコンパイルする。

C-to-S Compiler

The Sound of Cadence

Cadenceの高位合成ツール。C/C++/SystemCをRTLにコンパイルする。