Инструменты C в HDL преобразуют язык C или C-подобный компьютерный код в язык описания оборудования (HDL), такой как VHDL или Verilog . Преобразованный код затем может быть синтезирован и преобразован в аппаратное устройство, такое как программируемая вентильная матрица . По сравнению с программным обеспечением эквивалентные аппаратные решения потребляют меньше энергии (обеспечивая более высокую производительность на ватт ) и выполняются быстрее, с меньшей задержкой , большим параллелизмом и более высокой пропускной способностью . Однако проектирование системы и функциональная проверка на языке описания аппаратного обеспечения могут быть утомительными и отнимать много времени, поэтому системные инженеры часто пишут критические модули на HDL, а другие модули на языке высокого уровня и синтезируют их в HDL через C в HDL или в высокоуровневый язык . инструменты синтеза уровней .
C to RTL — другое название этой методологии. RTL относится к представлению программы на уровне передачи регистров , необходимому для ее логической реализации.
Ранняя разработка языка C в HDL была осуществлена Яном Пейджем, Чарльзом Суини и коллегами из Оксфордского университета в 1990-х годах, которые разработали язык Handel-C . Они коммерциализировали свои исследования, сформировав в 1999 году Embedded Solutions Limited (ESL), которая была переименована в Celoxica в сентябре 2000 года. В 2008 году отдел встроенных систем Celoxica был продан компании Catalytic за 3 миллиона долларов, которая позже объединилась и стала Agility Computing. [1] В январе 2009 года Mentor Graphics приобрела активы Agility по синтезу C. [2] Celoxica продолжает торговать, концентрируясь на аппаратном ускорении в финансовой и других отраслях . [3]
Методы C to HDL чаще всего применяются к приложениям , которые имеют неприемлемо высокое время выполнения на существующих суперкомпьютерных архитектурах общего назначения . Примеры включают биоинформатику , вычислительную гидродинамику (CFD), финансовую обработку и анализ данных разведки нефти и газа . Встроенные приложения , требующие высокой производительности или обработки данных в реальном времени, также являются областью использования. В конструкции системы на кристалле (SoC) также могут использоваться преимущества методов перехода от C к HDL.
Компиляторы C-to-VHDL очень полезны для больших проектов или для реализации кода, который может измениться в будущем. Разработка большого приложения полностью на HDL может оказаться очень сложной и трудоемкой задачей; абстракция языка высокого уровня для такого большого приложения часто сокращает общее время разработки. Более того, приложение, написанное на HDL, почти наверняка будет сложнее модифицировать, чем приложение, написанное на языке более высокого уровня. Если разработчику необходимо добавить в приложение новую функциональность, добавить несколько строк кода C почти всегда будет проще, чем переделывать эквивалентный HDL-код.
Инструменты Flow to HDL преследуют аналогичную цель, но с дизайном на основе потока , а не C.