硬件设计

硬件设计是通过编程在自定义电路上实现功能的过程。系统和算法开发人员通常在 Simulink^® 和 MATLAB^® 中开始硬件设计，然后编写规范文档以供硬件设计团队手动创建其硬件描述语言 (HDL)的表示。之后，该 HDL 表示会用来对 FPGA 或 ASIC 硬件进行编程。这些硬件通常是片上系统 (SoC) 的一部分。

手动编写底层 HDL 代码会限制硬件设计团队探索不同的架构，增加错误数量，并使算法难以在其他工程中重用。

借助 MATLAB 和 Simulink，您可以探索各种算法，并确定哪些算法最耗费计算资源，因而可以从硬件设计中受益。探索之后，您可以使用 SoC Blockset™ 对 SoC 架构进行仿真。

您还可以通过几个步骤来细化硬件设计，其中每个步骤都可以对照前一个步骤或原始算法进行验证：

• 调整算法以处理连续的数据流。硬件设计在大多数时候需要处理的都是这种数据流。
• 通过硬件设计组件的定点量化或浮点 (9:19)实现，在数值准确性和效率之间进行权衡。
• 添加微架构，如并行机制、时序、反馈回路和实现硬件设计所需的其他功能。

您可以使用 Simulink 和 MATLAB 中支持 HDL 的模块和函数来细化硬件设计。您也可以使用现成的 DSP、无线、视频/图像处理或深度学习 IP。根据具体应用的要求，许多研发人员都会用到上述中的几项。

您可以对照前一个步骤或原始算法来验证流程中的每个步骤。通过 HDL Verifier™ 中的协同仿真或验证组件生成等方法，您可以重用任一表示来帮助硬件设计团队验证其手写 HDL 代码。您还可以通过运行 FPGA 在环测试在连接到 MATLAB 或 Simulink 的 FPGA 或 SoC 硬件上原型化硬件就绪的实现模型。

在全连接的硬件设计工作流中，您可以以使用 HDL Coder™ 生成功能正确的 HDL 代码作为硬件设计实现流程的开始。这种方法还有一项优势，就是它具有从设计到模型和需求的完全可追溯性。这对于功能安全型工作流（如 DO-254、ISO 26262 和 IEC 61508）至关重要。