Active-HDL 17 طراحی و شبیه سازی FPGA

Active-HDL یکی از نرم افزارهای تخصصی شرکت Aldec برای طراحی، شبیه سازی و راستی آزمایی مدارهای FPGA است. این نرم افزار یک محیط یکپارچه برای توسعه پروژه های مبتنی بر VHDL، Verilog، SystemVerilog و SystemC فراهم میکند و علاوه بر ویرایش کد، ابزارهای طراحی گرافیکی، شبیه سازی RTL و Gate-Level و امکانات اشکال زدایی را در اختیار مهندس قرار میدهد.

در پروژه های FPGA، بخش مهمی از زمان توسعه صرف بررسی عملکرد منطق دیجیتال قبل از پیاده سازی روی تراشه میشود. Active-HDL امکان اجرای شبیه سازی و بررسی رفتار سیگنال ها، رجیسترها، ماشین های حالت و بلوک های منطقی را فراهم میکند تا خطاهای طراحی پیش از ورود به مرحله پیاده سازی FPGA شناسایی شوند. این محیط از طراحی های تک زبانه و چند زبانه پشتیبانی میکند و میتواند کدهای VHDL و Verilog را در یک پروژه مشترک شبیه سازی کند.

Active-HDL فقط یک شبیه ساز HDL نیست و بخش طراحی پروژه را نیز پوشش میدهد. مهندس میتواند طراحی را با کد HDL، دیاگرام بلوکی یا State Machine ایجاد کند و سپس همان طراحی را برای شبیه سازی، سنتز و پیاده سازی به ابزارهای مربوط به خانواده FPGA منتقل کند. Design Flow Manager نرم افزار نیز امکان مدیریت ابزارهای مختلف EDA و FPGA را از داخل یک محیط مشترک فراهم میکند.

در مرحله راستی آزمایی، Active-HDL ابزارهایی مانند Waveform Viewer، Code Coverage، Assertion-Based Verification، Debugger و Testbench Generation را ارائه میکند. این امکانات برای بررسی عملکرد RTL، پیدا کردن خطاهای منطقی، تحلیل مسیر سیگنال ها و اطمینان از پوشش بخش های مختلف طراحی کاربرد دارند. Active-HDL همچنین با ابزارهایی مانند MATLAB و Simulink قابل یکپارچه سازی است و از جریان های کاری FPGA سازندگان مختلف پشتیبانی میکند. نسخه 16.0 نیز در صفحه رسمی فعلی Aldec به عنوان نسخه Active-HDL معرفی شده است.

قابلیت های نرم افزار Active-HDL

• طراحی و ویرایش HDL | HDL Design Entry
  ایجاد و ویرایش پروژه های VHDL، Verilog و SystemVerilog با ویرایشگر HDL، تکمیل خودکار کد، قالب های آماده و ابزارهای کمکی توسعه.
• طراحی شماتیک و دیاگرام بلوکی | Block Diagram Design
  ایجاد ساختارهای منطقی FPGA به صورت گرافیکی و تبدیل طراحی بلوکی به ساختارهای VHDL، Verilog یا EDIF برای پروژه های ساختاری.
• طراحی ماشین حالت | State Machine Design
  ایجاد و ویرایش ماشین های حالت به صورت گرافیکی و تولید کد HDL متناظر برای پیاده سازی منطق های ترتیبی.
• شبیه سازی RTL و Gate-Level | RTL and Gate-Level Simulation
  اجرای شبیه سازی در سطوح RTL و Gate-Level برای بررسی رفتار عملکردی مدار پیش از پیاده سازی نهایی روی FPGA.
• شبیه سازی چند زبانه | Mixed-Language Simulation
  اجرای همزمان طراحی های VHDL، Verilog و SystemVerilog در یک محیط شبیه سازی برای پروژه هایی که از چند زبان HDL استفاده میکنند.
• تحلیل شکل موج | Waveform Analysis
  نمایش تغییرات سیگنال ها، رجیسترها و خروجی های شبیه سازی در Waveform Viewer برای بررسی دقیق رفتار زمانی مدار.
• اشکال زدایی تعاملی | Interactive Debugging
  ردیابی اجرای کد، تعریف Breakpoint، مشاهده متغیرها و سیگنال ها، بررسی Dataflow و تحلیل ماشین های حالت برای پیدا کردن خطاهای منطقی.
• تحلیل پوشش کد و ماشین حالت | Code and FSM Coverage
  اندازه گیری میزان اجرای بخش های مختلف کد و وضعیت ها و انتقال های ماشین حالت برای شناسایی قسمت هایی که در آزمون ها پوشش داده نشده اند.
• راستی آزمایی مبتنی بر Assertion | Assertion-Based Verification
  استفاده از Assertion های SVA و PSL برای بررسی خودکار شرایط مورد انتظار در طراحی و شناسایی رفتارهای غیرمجاز هنگام شبیه سازی.
• تولید و اجرای Testbench | Testbench Generation
  تولید Testbench از Waveform یا State Diagram و استفاده از آن برای اعمال ورودی های آزمون و بررسی خودکار رفتار واحدهای طراحی.

ماژول ها و افزونه های مهم Active-HDL

• Desktop Master
  پیکربندی Active-HDL برای طراحی FPGA، ورود کد و شماتیک، مدیریت پروژه و شبیه سازی پایه.
• Designer Edition
  پیکربندی طراحی و شبیه سازی RTL با پشتیبانی از طراحی های چند زبانه و امکانات اصلی توسعه FPGA.
• Plus Edition
  پیکربندی توسعه یافته Active-HDL با امکانات بیشتر در طراحی، شبیه سازی، تولید Testbench و راستی آزمایی.
• Expert Edition
  پیکربندی کامل تر برای پروژه های پیچیده FPGA با مجموعه گسترده تری از قابلیت های طراحی، شبیه سازی و راستی آزمایی.
• Design Flow Manager
  مدیریت و اجرای ابزارهای شبیه سازی، سنتز و پیاده سازی FPGA از داخل یک محیط مشترک و اتصال به ابزارهای سازندگان مختلف.
• Code2Graphics
  تبدیل کدهای متنی HDL به Block Diagram و State Diagram برای مشاهده گرافیکی ساختار و منطق طراحی.
• IP Core Component Generator
  تولید اجزای پارامتریک IP برای استفاده در سیستم های مبتنی بر VHDL و Verilog.
• Waveform Viewer
  نمایش و تحلیل نتایج شبیه سازی و بررسی تغییرات سیگنال ها در پروژه های کوچک و بزرگ.
• MATLAB/Simulink Interface
  اتصال محیط شبیه سازی HDL به MATLAB و Simulink برای تولید محرک های پیچیده، تحلیل داده ها و شبیه سازی مشترک بلوک های سخت افزاری.
• OSVVM, UVVM and cocotb
  پشتیبانی از کتابخانه ها و چارچوب های راستی آزمایی برای توسعه Testbench و اجرای آزمون های ساختاریافته روی طراحی های HDL.

کاربردهای تخصصی در صنایع

• صنایع الکترونیک و تجهیزات دیجیتال
  طراحی و راستی آزمایی FPGAهای مورد استفاده در تجهیزات پردازش دیجیتال، کنترلرها و سامانه های الکترونیکی.
• تجهیزات مخابراتی و شبکه
  توسعه منطق FPGA برای پردازش داده، رابط های ارتباطی، تجهیزات شبکه و سامانه های پرسرعت دیجیتال.
• صنایع خودروسازی و تجهیزات الکترونیکی خودرو
  توسعه و آزمون منطق های FPGA در واحدهای پردازش، کنترل و تجهیزات الکترونیکی خودرو.
• تجهیزات تصویربرداری و پردازش سیگنال
  پیاده سازی و راستی آزمایی الگوریتم های پردازش تصویر و DSP روی معماری های FPGA.
• تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق
  توسعه منطق دیجیتال، کنترلرها و مسیرهای پردازش داده در تجهیزات اندازه گیری و سیستم های الکترونیکی صنعتی.
• صنایع نیمه هادی و طراحی تجهیزات الکترونیکی
  توسعه، شبیه سازی و راستی آزمایی بلوک های دیجیتال و FPGA در چرخه طراحی محصولات و تجهیزات الکترونیکی.

✅ بیشتر بخوانید: Libero SoC Design Suite طراحی FPGA