原创 逐步理解SystemGenerator(SG)

System Generator（SG）是一个系统级（或算法级）的设计工具，是DSP高层系统设计与Xilinx FPGA实现之间的“桥梁”。它借助Matlab/Simulink提供的强大的高水平的运行环境，进行图形化设计和仿真，完成算法的建模，然后生成相应的工程。ISE可对工程进行仿真、综合，最后完成算法的硬件化。其中的过程是反复迭代修正的，而System Generator正是中间不可缺少的“纽带”。

Simulink提供了一个可以创建和仿真动态系统的可视化环境，System Generator以一个被称为Xilinx Blockset 块包含在Simulink 库里并且System Generator作为一个软件把Simulink模型翻译成一个硬件可执行的模型。

1 高效而丰富的IP模块<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

Xilinx Blockset软件包中含有丰富的IP模块，专门用于数字信号处理的运算，这些模块经过反复验证和优化，是保证利用System Generator进行高效率设计的基础。System Generator把在Simulink中定义的系统参数对应成硬件实现时的实体、构造体、输入输出口、信号和属性。模型的搭建过程中，非Xilinx模块与Xilinx模块之间需要Gateway In或Gateway Out模块过渡，用于实现浮点数与定点数之间的转换。此外，System Generator自动地为FPGA的综合工具、HDL仿真和实现工具生成命令文件。因此，从系统的规范说明到硬件实现，用户都完全可以在可视化的环境中进行操作。

2 按位对齐和按周期对齐

Simulink系统中各模型之间数据流的关系是通过模型自身的采样周期建立的，而FPGA实现的硬件系统则是通过各模型的时钟周期建立的，两者实质是一致的，只是硬件系统工作在绝对的时钟频率下，Simulink系统则工作在相对的时钟关系下。一个正确的Simulink系统周期应该是模型中出现的采样周期的最大公因子，这个最大公因子对应于FPGA系统中的主时钟周期。利用System Generator转换得到的硬件实现是可信任的，因为Simulink中的系统模型与硬件实现之间是保持按位对齐和按周期对齐的。

在System Generator中，信号可以用任意精度的定点数据表示，VHDL程序中信号的精度则采用标准逻辑向量(std_logic_vector)表示。System Generator中信号的位数与自动转换得到的VHDL程序中对应信号的标准逻辑向量位数一致。因此，System Generator是按位对齐建模的。System Generator使在Simulink中搭建的模型与硬件实现之间保持按周期对齐。Simulink中的信号都有一个相应的采样周期，信号的变化时刻只能发生在采样周期的整倍数上。在硬件实现后的同步时序电路中，信号与主时钟保持同步，其变化时刻也只发生在时钟周期的整倍数上。

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