Ansätze einer High-Level-Synthese in der Electronic Design Automation

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Inhaltsangabe:Einleitung: Die Gesellschaft wandelt sich immer mehr zu einer Informations- und Kommunikationsgesellschaft. Die Schlüsseltechnologie in dieser Entwicklung stellt die Mikroelektronik dar. Die Mikroelektronik ist heute allgegenwärtig und aus unserer Gesellschaft nicht mehr weg zu denken und sie gewinnt immer noch mehr an Bedeutung in allen Lebenslagen. Im Jahre 2010 werden über 5 Milliarden Transistoren auf einem einzigen Chip integrierbar sein und die Entwicklungszyklen werden aus Wettbewerbsgründen immer kürzer. Das Entwurfsteam muss trotz der Komplexitätsexplosion dem Kosten- und Zeitdruck entgegenwirken. Aufgrund dessen muss sich die Entwurfsproduktivität in jedem Jahr mehr als verdoppeln, will sie der Chipentwicklung folgen. Der ungebrochene Technologiefortschritt hat dazu geführt, dass heute ganze Systeme aus mehreren Prozessoren und komplexen Verbindungsstrukturen auf einem einzelnen Chip gefertigt werden können (SoC). Um die Komplexität dieser Systeme und mögliche Anwendungen kontrollieren zu können, bedarf es einer Automatisierung des Entwurfs auch auf höheren Entwurfsebenen (High-Level-Synthese). Die Automatisierung des Entwurfs (Electronic Design Automation, EDA) stellt deshalb den Schlüssel zur Mikroelektronik und damit zu den Systemen der Zukunft dar. Heutiger Standard des Schaltungsentwurfs ist die Hardwarebeschreibung durch Hardwarebeschreibungssprachen (HDL), die durch CAE-Werkzeuge (Computer Aided Engineering) zur Schaltungssimulation und -synthese benützt werden. Dabei dient die Simulation der Überprüfung der Funktion des Entwurfs und die Synthese der Umsetzung der Beschreibung in eine Netzliste für die Implementierung der Schaltung auf die gewählte Zieltechnologie wie ASICs oder FPGAs. Als Hardwarebeschreibungssprachen haben sich weltweit die beiden Sprachen Verilog und VHDL etabliert. Die Simulation und Verifikation gewinnt zunehmend immer mehr an Bedeutung, je komplexer die Schaltungen werden. Es ist nicht mehr möglich Signale Takt für Takt auf ihre Richtigkeit zu überprüfen, sondern es müssen neue Verifikationsstrategien gefunden werden. Einer davon ist die Entwicklung von HDVL- Sprachen (Hardware Description and Verification Language). Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit den bestehenden Problemen im Systementwurf und behandelt neue Sprachen und Werkzeuge die eine High-Level-Synthese ermöglichen. Im ersten Teil soll die Problematik näher dargestellt werden und einen kleinen Background geschaffen werden. [...]