基于Python软硬件协同设计方法.pdf

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2013年4月15日
现代电子技术
Apr.2013
第36卷第8期
Modern Flec Tronics Technique
Vol 36 No 8
基于 Python:软硬件协同设计方法
刘毅飞
湖北科技学院生物医学工程学院,湖北成宁437100
摘要:针对当前系统设计中软硬件设计者分別采用不同的设计语言存在的天然鸿沟和如何将基于 Python的大量软
件算法快速地转换为硬件设计的问題,研究了一种新的甚于 Python的软硬件协同设计方法。并以于 Python的 MYHDL扩
晨包为例,重点研究了以 Python作为软硬件协同设计、仿真和校验的系统设计流程,得出基于 Python的软硬件协同设计方法
能大幅度提高系统设计及算法硬件实现的效辛的结论
关键词: Pillion;FPGA;软硬件协同设计;硬件加速
中图分类号:TN911-34:"TP391.9
文献标识码
文章编号:1004-373X(2013)08-0076-03
Hardware-software co-design method based Python
LIU Yi-ft
School of Biomedical Engineering, Lubei Univcrsity of Scicnce and Technology, Xianning 437100, China)
Abstract: Since Ihere is a greal design difference duc Io the differenl design languages applicd by soflware and hardware
designers, a new hardware and software co-design method based n Python is studied in this paper for quickly converting a large
number of software algorithms based on Python to its hardware implementation. The Python system design flowchart in hardware
software co-design, simulation and verification is researched emphatically by taking MYIIDL package based on Python as a study
Case. The lowcharl show Ihe Pyihon solare #nd ardw re co-design melhod can ighly improe eficiency of syslem design nd
hardware algorithm implementation
Keywords: Python; FP(A: software-hardware co-design; hardware acceleration
0引言
opsys.公司 Synphony.C: ompilcr和 Calypto Design Sys-
tems公司的 Catapult SL Synthesis可以将CAC++算法转
现代系统设计许多都是由C/C++, Python等高级语换为相应的硬件。 Pylon是·种简单易学并且功能
言米完成,而1这些系统越米越复杂,涉及到的算法的强大的编程语言,有许多算法是由 Python米实现,而iL
运算量也越来越大,许多算法需要用硬件实现来满足算这些算法很多是免费、开源的,和CC++类似需要如何
法的实时性要求。上PGA是一种可编程的逻辑器件,它完成基于 Python的软硬件协同设计
具有便于修改,调试,并能并行地完成大量的运算,从而
提高算法的实时性,并且随着硬件制造水平不断地趣1基于 Python的软硬件协同设计发展
高,FPCA的资源越来越大,工作频率也越米越高,使得
由于 Python的强大的软硬件描述能力,近年米许多
能在其上.面完成的算法也越来越复杂。但是传统的软研究者在 Python的软硬件协同设计方面进行了许多研
峺件分开设计的方法由于软硬件设计者采用不同的设究,其中 Logaras E提出」了一种称为 Syspy( System
计语言,存在软使件设计者之间难以沟通导致设计周期thon)可以使用 Python来描述使件并将其自动转换为
长等问题,这种设计方法已不能满足快速地增长的市场VHDL, Zhang mi采用 PDSDL( Dynamic Systcm Descrip
要求,如何将这些系统设计中的算法快速转换为相应的 lion Langua ge)米进行系统建模和校验并可将系统转换
便件米实现,需要新的软硬件协同设计方法。当前基于为 Verilog的硬件描述吗,特别是 Decaluwe J提出一种称
CC++的软硬件协同设计、有一个 Systemc标准化组织为 MYIIDL的 Python扩展包来进行软硬件协同设计,
直致力于这个二作",也有少量商业化工貝例如Ssyn- Villar J1采用 MYHDL完成了一个接口设计实例这
些开发工具各自具有自己的·些特点,但是他们有点
是相同,就是采用 Python来进行软硬件协同设计。下而
收稿日期:2012-11-09
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