hårdvarubeskrivning

Hårdvarubeskrivning är processen att beskriva fysiska komponenter och deras kopplingar i en datordesign så att den kan konstrueras, simuleras och genomföras i verkliga komponenter. Genom hårdvarubeskrivning kan man fastställa funktion, gränssnitt och timingkrav innan produktion. Ofta används hårdvarubeskrivningsspråk (HDL) som VHDL eller Verilog för att beskriva och dokumentera designen.

Beskrivningar kan vara på olika abstraktionsnivåer: beteende-, dataflödes- eller strukturell. Den vanligaste nivån i digital design är registeröverföringsnivå (RTL), där syftet är att beskriva hur data flyttar mellan register och logiska enheter per klockcykel. Realiseringar kan också beskrivas mer på detaljnivå eller mer abstrakt beroende på mål.

Vanliga språk och verktyg: VHDL, Verilog och SystemVerilog används tillsammans med simulatorer, syntesverktyg och formell verifiering. Designen testas ofta med testbänkar och waveform-analys för att kontrollera funktion och timing. Resultatet kan syntetiseras till logikkretsar för FPGA eller till ASIC-design.

Arbetsflöde inom hårdvarubeskrivning följer generellt kravspecificering, arkitektur, detaljerad RTL- eller strukturbeskrivning, simulering och test, syntes och implementering, följt av verifiering och validering före produktion. Hårdvarubeskrivning kräver noggrann dokumentation av gränssnitt, timing och kraftförbrukning samt samordning med mjukvarudesign i systemkonstruktioner.

Inom industrin används hårdvarubeskrivning främst i utveckling av digitala kretsar för FPGA, ASIC och system-on-chip-lösningar (SoC). Den är central för att skapa anpassade processorer, kommunikationsgränssnitt och andra hårdvarukomponenter som behöver specificerad funktion och prestanda.