HDL(Hardware Description Language) is the most important modem tools used to describe hardware, and becomes important as we move to higher levels of abstraction. The HDL has been made brisk use of in analog design, MEMS device[1-2], process related field as well as digital design. The most important characteristics of HDL is Abstraction which is the strongest tool that extend greatly designer's design ability. In this paper by the Modelling Continuum with hierarchical structure of abstraction, we apply UML(Unified Modeling Language) to SoC Design with HDL UML makes an easy and visual description of the various levels of abstraction, and gives designers good flexible modeling capabilty for SoC Design.
The hearing aid chip described in this paper is an analog & digital mixed system. The design focuses on the$\mu$DSP core. This $\mu$DSP core includes internal time delays to two inputs from front and rear microphones. The paper consists of two parts; one is the composure and signal processing algorithm of digital hearing aids and the other is Verilog HDL codes for$\mu$DSP cores. All digital modules in the design were coded and synthesized by Verilog HDL codes which were verified by Mentor Graphics and Synopsis semiconductor chip design tools.
수 년 전까지만 해도 Verilog나 VHDL과 같은 하드웨어 기술언어 (HDL)를 사용한 레지스터 전송수준의 설계 기법은 기존의 회로도에 의존했던 방법에 비해 최첨단의 기술로 인식되었고 현재까지도 디지털 회로를 설계하는 방법으로 가장 널리 사용되고 있다. 하지만 공정 기술의 발전으로 반도체 칩의 트랜지스터 집적도가 십억 개 단위를 훌쩍 넘어서는 시대가 열림에 따라, 레지스터 전송 수준에서 회로를 설계하는 것은 너무도 복잡한 일이 되어버려, 더 이상 시대의 요구에 부응하지 못하여 설계 패러다임이 상위수준에서 설계와 합성이 이루어지는 쪽으로 변화하여야 한다. 블루스펙 HDL은 현재까지 개발된 HDL 중 유일하게 시스템 레벨에서 회로를 설계하는 것을 가능하게 함과 동시에 합성이 가능한 코드를 생성해주는 언어이다. 본 고에서는, 아직 많이 알려지지는 않았지만, 진화한 설계 패러다임을 지향하는 블루스펙 HDL에 대해 소개하고 분석하도록 한다.
In this paper, we designed an 8-bit color adjustor for SDTV using Verilog HDL. The conversion block requires a lot of multiplication. So we adopted Booth algorithm to reduce amount of operation and processing time. To improve speed, we designed the system output as parallel structure. We synthesized the designed system using Xilinx ISE and verified the operation through simulation using Modelsim.
본 논문에서는 SoC(System On a Chip)의 효율적인 설계와 빠른 검증을 위해서 Active-HDL과 Matlab의 Simulink를 연동하여 HDL, SystemC 및 알고리즘 레벨의 추상화를 동시에 통합하여 시뮬레이션 할 수 있는 방법론을 제시하고, 이를 이용한 다채널 스피커의 직렬연결 기법을 설계 및 구현하였다. 구현은 ARM 프로세서와 Xilinx Virtex4 FPGA를 기반으로 하고 AMBA 버스를 사용하여 연동하는 SoC Master 보드 상에서 이루어졌다. 이러한 방법은 하드웨어 부분의 RTL 코드를 IP화하여 소프트웨어 부분과 동시에 검증 할 수 있는 장점을 가지고 있으며 직렬 연결 스피커 시스템과 같이 많은 신호처리를 하는 부분에서 쉽고 빠르게 설계를 진행할 수 있음을 보였다.
In late years, the tendency to shift the design language of electronic circuits from HDL to C-based languages of C/C)1 and so on is strengthened. The current of adopting these software languages thrives by necessity to solve the problem peculiar to HDL that verification of design is difficult. When we use C-based languages, we can describe the design by higher abstraction degree, mount the design as both hardware and software finally and so that express the design part which is not made clear at early stage the same one language. Therefore, the flexibility of design very improves, the design work in environment the range of applying the whole systems become possible. This paper introduces example at having applied C-based languages in image processing LSI design and describes that the design technique of C-based languages is effective for the system design.
위상고정루프에 대해 선형 위상-도메인 모델링을 진행하여 시스템의 안정성을 고려한 각 블록의 설계 매개 변수들을 설정한 이후 빠른 동작 특성을 확인하기 위해 Verilog-HDL 기반의 모델링을 수행할 수 있다. 이때 단순한 동작 특성뿐 아니라 위상잡음 및 비선형 특성까지 모델링에 반영할 수 있는데, 본 논문에서는 디지털-시간 변환기(DTC)의 비선형 특성 및 디지털 조정 발진기(DCO)의 위상잡음 모델링을 추가로 소개한다. 동작 모델을 사용하여 시스템 레벨의 설계를 마치면 시간-도메인 영역에서 과도 응답 시뮬레이션을 진행하여 설계 타당성을 확인할 수 있으며, 출력 신호 결과를 위상잡음 그래프로 나타내어 이를 이상적인 위상잡음 그래프와 비교함으로써 동작과 성능에 대한 검증이 가능함을 나타내었다. 시간-도메인 영역에서 시뮬레이션 소요시간 비교를 위해 TSMC 0.18-㎛ 공정을 사용한 아날로그 위상고정루프의 설계 결과와 비교하였으며, 6 us의 과도 응답 해석을 진행했을 때 1.43초로 트랜지스터 레벨의 아날로그 설계 방식(692초) 대비 484배 빠른 시뮬레이션 시간을 나타내었다.
Reconfigurable computing using a field-programmable gate-array (FPGA) device has become a promising solution in system design because of its power efficiency and design flexibility. To bring the benefit of FPGA to many application programmers, there has been intensive research about automatic translation from high-level programming languages (HLL) such as C and C++ into hardware. However, the large gap of syntaxes and semantics between hardware and software programming makes the translation challenging. In this paper, we introduce a new approach for the translation by using the widely used GCC compiler. By simply adding a hardware description language (HDL) backend to the existing state-of- the-art compiler, we could minimize an effort to implement the translator while supporting full features of HLL in the HLL-to-HDL translation and providing high performance. Our translator, called GCC2Verilog, was implemented as the GCC's cross compiler targeting at FPGAs instead of microprocessor architectures. Our experiment shows that we could achieve a speedup of up to 34 times and 17 times on average with 4-port memory over PICO microprocessor execution in selected EEMBC benchmarks.
Oh, Myeong-Hoon;Kim, Young Woo;Kwak, Sanghoon;Shin, Chi-Hoon;Kim, Sung-Nam
ETRI Journal
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제35권3호
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pp.480-490
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2013
As technology evolves into the deep submicron level, synchronous circuit designs based on a single global clock have incurred problems in such areas as timing closure and power consumption. An asynchronous circuit design methodology is one of the strong candidates to solve such problems. To verify the feasibility and efficiency of a large-scale asynchronous circuit, we design a fully clockless 32-bit processor. We model the processor using an asynchronous HDL and synthesize it using a tool specialized for asynchronous circuits with a top-down design approach. In this paper, two microarchitectures, basic and enhanced, are explored. The results from a pre-layout simulation utilizing 0.13-${\mu}m$ CMOS technology show that the performance and power consumption of the enhanced microarchitecture are respectively improved by 109% and 30% with respect to the basic architecture. Furthermore, the measured power efficiency is about 238 ${\mu}W$/MHz and is comparable to that of a synchronous counterpart.
In this paper, we introduce an AES-based security chip for the embedded system of Internet of Things(IoT). We used Verilog HDL to implement the AES algorithm in FPGA. The designed AES module creates 128-bit cipher by encrypting 128-bit plain text and vice versa. RTL simulations are performed to verify the AES function and the theory is compared to the results. An FPGA emulation was also performed with 40 types of test sequences using two Altera DE0-Nano-SoC boards. To evaluate the performance of security algorithms, we compared them with AES implemented by software. The processing cycle per data unit of hardware implementation is 3.9 to 7.7 times faster than software implementation. However, there is a possibility that the processing speed grow slower due to the feature of the hardware design. This can be solved by using a pipelined scheme that divides the propagation delay time or by using an ASIC design method. In addition to the AES algorithm designed in this paper, various algorithms such as IPSec can be implemented in hardware. If hardware IP design is set in advance, future IoT applications will be able to improve security strength without time difficulties.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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