HiLDA : ferramenta de geração automática de código para Co-Projeto HW/SW

Abstract

A complexidade do desenvolvimento de circuitos digitais aumentou nas últimas décadas visto que atualmente uma porção dos projetos necessita da integração entre hardware e software. Para resolver este problema, diversas ferramentas de modelagem e síntese de alto nível tem sido criadas, facilitando a geração de código HDL a partir de uma descrição em alto nível de abstração. Este trabalho mostra o desenvolvimento da ferramenta HiLDA, que possui quatro ferramentas integradas, vFSMgen, vRTLgen, vTBgen e AXIcreator, um gerador de máquinas de estados e de estruturas RTL (Register Transfer Level), um simples criador de testbenches e um gerador de interfaces AXI, respectivamente, que geram códigos em VHDL (Very high speed integrated circuits Hardware Description Language) a partir de diagramas de blocos na ferramenta Draw.io. A ferramenta é capaz de verificar sintaticamente os códigos gerados, bem como simulá-los, utilizando a ferramenta gHDL. O desenvolvimento da ferramenta foi possível a partir da criação de parsers de diagramas gerados pelo Draw.io e geradores de código utilizando Python, bem como uma interface gráfica desenvolvida a partir da aplicação Godot para integrar todas essas ferramentas. Os resultados obtidos são promissores visto que as máquinas de estados geradas pela ferramenta vFSMgen conseguem facilmente atingir a síntese e a implementação em hardware. Similarmente, a ferramenta vRTLgen também consegue produzir circuitos digitais de mediana complexidade sintetizáveis e implementáveis em dispositivos FPGA (Field Programmable gate Arrays). Por fim, a ferramenta AXIcreator também se mostrou efetiva em encapsular códigos em AXI4-Full e AXI4-Lite, sendo que estes foram validados na placa Avnet Zedboard.