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Semtech加速数字接收机fpga和asic的开发

挑战

加快无线射频设备优化数字接收机链的开发

解决方案

使用基于模型设计的MathWorks工具生成用于快速FPGA和ASIC实现的VHDL代码

结果

  • 原型创造了50%更快
  • 验证时间从几周减少到几天
  • 优化,更好的性能设计

“写VHDL是乏味的,手写代码仍然需要验证。使用Sim万博1manbetxulink和HDL编码器,一旦我们模拟了模型,我们就可以直接生成VHDL并原型FPGA。它节省了很多时间,而生成的代码包含一些我们没有想到的优化。“

Frantz Prianon,Semtech
Semtech SX1231无线收发器。

无线RF接收器用于一系列应用,包括无线安全系统,工业监控,抄表和家庭自动化。在过去,半导体供应商主要使用模拟设计建立了这些接收器。如今,供应商正在转换到数字和混合信号设计,以降低功耗并简化与其他组件集成。

Semtech的工程师们正在扩展他们对MathWorks工具的使用,以便将基于模型的设计过渡到数字平台。多年来,工程师们用MATLAB建模并生成了滤波器的HDL代码®和过滤器设计HDL编码器.在他们最近的项目中,他们使用了Simulink万博1manbetx®和HDL编码器生成硬件描述语言(VHDL)®对于整个设计。

Semtech的集成电路设计工程师Frantz Prianon说:“手写VHDL没有任何优势。“有了Sim万博1manbetxulink和HDL编码器,我们就有了一个系统模型。我们模拟它,所以我们知道它是可行的。我们从它生成代码,所以我们可以使用一个模型直到项目结束。这是一项重要的能力,因为我们确信我们实施的设计符合设计要求。”

挑战

SEMTECH工程师需要开发用于频移键控(FSK)的数字接收器链和使用低IF架构的最小移位键控(MSK)解调。他们希望在项目的验证期间评估性能,功耗和布局区域的多种设计理念。为每个设计的替代方案编写VHDL将是耗时的,限制团队可以考虑的替代品的数量。

超出原型阶段,SEMTECH工程师希望改善其传统开发工作流程的生产代码。“我们模仿我们的系统之后,以确保它们满足的要求,我们采用重新实现他们的VHDL和一个新的工具,重新运行模拟,” Prianon说。“我们总是有机会引入错误,我们永远无法确定模型对应于新的VHDL代码。”

解决方案

Semtech使用MathWorks工具进行基于模型的设计,以快速探索和评估设计思想,生成产品VHDL代码,改善工程团队之间的协作,并加快FSK和MSK解调数字接收机链的开发。

在PriStudy阶段,SEMTECH工程师基于系统规范在SIMULINK中创建了一个浮点模型。万博1manbetx它们使用来自通信工具箱的块为了模拟通道中的噪声并实现FSK和MSK解调。

使用信号处理工具箱和DSP系统工具箱,一名工程师设计和分析了级联集成器 - 梳子(CIC)和有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,而另一台工程师正在研究Sigma-Delta模数转换器(ADC),锁相环(PLL)以及使用Simulink的完整系统的其他部分。万博1manbetx

一旦数字接收机链的不同部分被模拟出来,工程师们就共享他们的Simulink模型,以验证他们的组件设计在系统集成之前能够协同工作。万博1manbetx

工程师通过仿真来验证设计,并使用通信工具箱中的误码率计算模块来计算误码率。

与定点设计师在美国,他们将设计从浮点转换为定点表示,并用于进行位真模拟。

SEMTECH工程师使用HDL编码器从完整接收链的SIMULINK模型生成VHDL。万博1manbetx要验证VHDL,它们使用了HDL验证程序用它的模拟模拟设计万博1manbetx导师图形®Questa.®模拟器

Semtech目前正致力于接收器链的ASIC实现。

结果

  • 原型创造了50%更快.“当我们自己写VHDL时,它很容易需要两个月的时间来创造FPGA原型,”普兰森说。“通过Sim万博1manbetxulink和HDL编码器,我们消除了每个块的繁琐手编码并在几周内创建原型。”

  • 验证时间从几周减少到几天.“在以前的项目上,我们将花费至少两周的写作长椅验证我们的VHDL,”普拉森召回。“使用HDL验证程序,我们可以运行Cosimulations,测试模型中的多个关键点,并验证VHDL,通常在不到一天内。”

  • 优化,更好的性能设计.基于模型的设计使EMTech能够缩短从需求到Tape-Out的开发时间约为33%。“我们使用了我们节省改善设计的时间,”普兰森说。“MathWorks工具使我们能够探索更多替代品和新功能,并最终提供更优化,更好的设计。”