FPGAs are of interest in the signal processing domain as they provide the opportunity to run algorithms at very high speed. One possible use case is to sort incoming data in a measurement system, using e.g. a histogram method. Developing code for FPGA applications usually requires knowledge about special languages, which are not common knowledge in the signal processing domain. High-level synthesis is an approach where high-level languages, as MATLAB or C++, can be used together with a code generation tool, to directly generate an FPGA ready output. This thesis uses the development of a histogram as a test case to investigate the efficiency of three different tools, HDL Coder in MATLAB, HDL Coder in Simulink and System Generator for DSP in comparison to the direct development of the same histogram in Vivado using Verilog. How to write and structure code in these tools for proper functionality was also examined. It has been found that all tools deliver an operation frequency comparable to a direct implementation in Verilog, decreased resource usage, a development time which decreased by 27% (HDL Coder in MATLAB), 45% (System Generator) and 64% (HDL Coder in Simulink) but at the cost of increased power consumption. Instructions for how to use all three tools has been collected and summarised. / I ingångssteget på ett mätsystem är det av intresse att använda en FPGA för att uppnå höga hastigheter på de oundvikliga datafiltrering och sorterings algoritmer som körs. Ett problem med FPGAer är att utvecklingen ställer höga krav på specifik kunskap gällande utvecklingsspråk och miljöer vilket för en person specialiserad inom t.ex. signalbehandling kan saknas helt. HLS är en metodik där högnivåspråk kan användas för digital design genom att nyttja ett verktyg för automatgenerering av kod. I detta arbete har utveckling av ett histogram använts som testfall för att utvärdera effektivitet samt designmetodik av tre olika HLS verktyg, HDL Coder till MATLAB, HDL Coder till Simulink och System Generator for DSP. Utvecklingen i dessa verktyg har jämförts mot utvecklingen av samma histogram i Vivado, där språket Verilog använts. Arbetets slutsater är att samtliga verktyg som testats leverar en arbetsfrekvens som är jämförbar med att skriva histogrammet direkt i Verilog, en minskad resursanvändning, utvecklingstid som minskat med 27% (HDL Coder i MATLAB), 45% (System Generator) och 64% (HDL Coder i Simulink) men med en ökad strömförbrukning. En sammanställning av instruktioner för utveckling med hjälp av verktygen har även gjorts.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-78738 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Bäck, Carl |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för system- och rymdteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.002 seconds