Hårdvaruimplementering

Hårdvaruimplementering är processen att omvandla en logisk eller arkitektonisk design till en faktisk fysisk krets eller enhet. Den omfattar översättning av funktionella krav till programmerbar eller tillverkad hårdvara, inklusive syntes, placering och routning, timinganalys och testning. Arbetet sker ofta i flera steg och kräver samarbete mellan hårdvarudesign och mjukvaruutveckling.

Vanliga språk och verktyg inkluderar hårdvarubeskrivningsspråk som VHDL, Verilog och SystemVerilog, samt hög-nivå-syntes (HLS) från C eller C++. Designbeskrivningar modelleras först i RTL, simuleras med testbänkar och syntetiseras sedan till logiska nät eller grindar. IP-blocks och bibliotek används för återanvändning. Flödet inkluderar även plats och routning samt fysisk design, samt funktionell och prestanda-säkring genom sign-off och verifiering.

Plattformar och strategier varierar beroende på tillämpning och volym. ASIC (applikationsspecifika integrerade kretsar) erbjuder låg enhetlig kostnad i hög volym men kräver längre utvecklingstider och högre initiala maskin- och testkostnader. FPGA (fältprogrammerbara grindar) möjliggör snabb prototypisering, flexibel anpassning och kortare time-to-market men ofta högreenhetskostnad och lägre effektutnyttjande i massiv produktion.

Verifiering och kvalitet är centrala delar. Funktionell verifiering, testbänkar, simuleringsbaserad och formell verifiering används för att säkerställa korrekthet. Viktiga aspekter inkluderar tidskritiska begränsningar, strålvakt/sta, DFT-testbarhet och säkerhet. Hårdvaruimplementering kräver ofta noggrann dokumentation och stöd för underhåll och uppgraderingar.