O que é : High-level Synthesis

O que é High-level Synthesis?

High-level Synthesis (HLS) é uma técnica de design de hardware que permite a conversão de código de alto nível, como C, C++ ou SystemC, em hardware digital. Em vez de escrever código em linguagens de descrição de hardware de baixo nível, como VHDL ou Verilog, os engenheiros podem usar HLS para descrever o comportamento desejado do hardware em um nível mais abstrato. Isso facilita o desenvolvimento de sistemas complexos e acelera o processo de design.

Como funciona o High-level Synthesis?

O processo de High-level Synthesis envolve várias etapas. Primeiro, o código de alto nível é analisado e transformado em um grafo de dependência de dados. Em seguida, o grafo é otimizado para reduzir a latência e aumentar a eficiência do hardware gerado. Por fim, o código otimizado é traduzido em código RTL (Register Transfer Level) que pode ser sintetizado em um circuito FPGA ou ASIC.

Vantagens do High-level Synthesis

O uso de High-level Synthesis oferece várias vantagens em comparação com métodos tradicionais de design de hardware. Uma das principais vantagens é a redução do tempo de desenvolvimento, uma vez que os engenheiros podem se concentrar no comportamento do sistema em vez de se preocupar com detalhes de implementação de baixo nível. Além disso, HLS permite uma maior portabilidade do código, facilitando a migração entre diferentes plataformas de hardware.

Aplicações do High-level Synthesis

O High-level Synthesis é amplamente utilizado em aplicações de processamento de sinais, como codificação de vídeo, processamento de imagens e comunicações sem fio. Ele também é utilizado em sistemas embarcados, como controladores de dispositivos e sistemas de controle automotivo. Com o aumento da complexidade dos sistemas digitais, o HLS se tornou uma ferramenta essencial para acelerar o desenvolvimento de hardware.

Desafios do High-level Synthesis

Apesar de suas vantagens, o High-level Synthesis também apresenta alguns desafios. Um dos principais desafios é a garantia de que o hardware gerado atenda aos requisitos de desempenho e consumo de energia. Além disso, a otimização do código de alto nível pode resultar em hardware complexo e difícil de depurar. Por isso, é importante que os engenheiros tenham um bom entendimento do processo de HLS e das técnicas de otimização disponíveis.

Ferramentas de High-level Synthesis

Existem várias ferramentas de High-level Synthesis disponíveis no mercado, como Vivado HLS, Catapult C, LegUp e Intel HLS Compiler. Cada uma dessas ferramentas oferece recursos e funcionalidades diferentes para facilitar o desenvolvimento de hardware a partir de código de alto nível. Os engenheiros podem escolher a ferramenta mais adequada com base em suas necessidades e requisitos de projeto.

Considerações finais

O High-level Synthesis é uma técnica poderosa que permite aos engenheiros de hardware acelerar o processo de design e desenvolvimento de sistemas complexos. Ao converter código de alto nível em hardware digital, o HLS simplifica o desenvolvimento de sistemas embarcados, processadores de sinais e outros dispositivos digitais. Com o avanço da tecnologia, o HLS continuará desempenhando um papel importante na indústria de design de hardware.