你能用C语言编程FPGA吗？

Question

在大学时我用C语言编写了一个FPGA。不过，我也知道一个人通常使用Verilog或VHDL编程FPGA。这是设计师的选择吗？如果是这样，性能缺点是什么？

我会非常喜欢的类C语言对FPGA进行编程，而不是VHDL。

我想获得一个赛灵思的Virtex-5，如果这有什么差别吗？

Answer 1

简短的回答是“是的，当然”。

这里的C编译器为基于FPGA的FPGA和系统的优秀的调研。

C-to-hardware compiler (HLL synthesis)

性能缺点和考虑在系统架构和通信带宽，而不是在使用C对一个硬件设计语言（HDL）中找到。使用C和HDL的考虑因素在于编程时间和软件维护问题，而不是性能问题。

Answer 2

我猜你用亨德尔C.其下的子集，从我知道结果是不是很优化。 Verilog和VHDL允许更多的优化。我基础上，我与韩德尔Ç经验，几年前说这句话的

Answer 3

你可能想看看C到硬件技术，在这里你可以写C代码，它会被编译/翻译成VHDL或Verilog。 This post列出了一些编译器。没有使用它我自己，所以我没有任何经验。希望这可以帮助！

Answer 4

许多设计人员使用VHDL/Verilog代替高级语言，原因与许多程序员过去使用过（并且在某些情况下仍然使用）编写程序集代替Java的相同原因：您可以调整资源使用情况和性能低级。 VHDL和Verilog都是为设计硬件而设计的语言。 C不是。如果有足够的时间，你总是可以用VHDL/Verilog编写一个程序，该程序将胜过高级语言程序。 HLL给你的是1）更快的开发，2）易于维护，3）可能更大的可移植性。

已经有许多努力编写现有的高级编程语言（C是一个）FPGA目标。实际上，他们中的大多数都会生成优化的代码。例如，Impulse C是C的一个子集，带有一些支持进程级并行机制的附加库，以及一个用于优化指令级并行机制的C输入的编译器。它管道循环，将某些操作映射到知道底层FPGA系列提供的高性能硬件原语等。（完整披露：我帮助构建了Impulse C工具链。）

The C-to-hardware environments列表Carlito和David Pointer链接到非常详尽。赛灵思Virtex-5得到了其中许多厂商的支持，如果您正在使用来自主要供应商的最新FPGA系列，那么选择硬件应该不成问题。一些HLL环境支持内置（或软核）嵌入式CPU比其他更好。

Answer 5

FPGA的不是处理器。 C是为处理器设计的语言。

是的，这里有C到FPGA的编译器。

他们是个好主意吗？我会说没有。你将要结束的设计是（从我所看到的）通常是一个状态机，它在C中每行代码有一个状态。状态机然后移动状态执行该算法。无论是那种还是其他类型的图灵机都可以执行代码。

这是不是 FPGA设计人员通常会如何解决问题。这是一个缓慢的，可能是门户饥饿的方式。

以同样的方式，英语是一种更好的语言来写小说比Fortran语言，VHDL和Verilog是更好的语言来描述逻辑电路比C

如果你认真使用FPGA，使用语言旨在描述逻辑电路。这可能是一个陡峭的学习曲线，但结果会好得多恕我直言。

Answer 6

你应该看看SystemC。使用基于C语言的优势非常丰富。尤其是，从系统设计的角度来看，您可以利用其他软件（固件和其他低级别的东西）用C编写。因此，您的软件团队可以对rtl代码进行真正的早期阶段测试。

2011年，赛灵思收购了开发SystemC高级综合产品的AutoESL公司。赛灵思在发布其产品“AutoESL”时重新使用该名称。特别是在他们的新电路Zynq中，有一个与FPGA逻辑一起嵌入的双核ARM Cortex A9，这可能会成为系统开发的强大工具。

Answer 7

你可以在里面安装一个软核处理器这个FPGA逻辑，然后在虚拟处理器内部运行你的C代码。赛灵思拥有Microblaze（许可）和Picoblaze（免费）内核。还有其他可以实现的软核（MIPS，x86，8051等）。

但是，这在很大程度上被认为是“黑客”，因为核心与真实核心相比非常慢。而且我认为，从C到FPGA的转换最终会开始闻起来像是在运行一个软内核，而不会给你在FPGA上运行的效率。 FPGA不是图灵机，它们是一大堆逻辑门。你可以在大门外建一个图灵机，但这不是你买了一大堆门的原因。

它有点像买了一盒乐高积木，并且用砖头砌出一把锤子和一套钉子。它可能会奏效，但你最好买一把锤子来敲钉子，最好是用乐高玩具建造城堡，太空船和消防站。

Answer 8

确实有一些编译器允许您使用像C这样的高级语言来推断（使用不完整的描述来解决）硬件电路。“C-to-gates”实际上是流行的流行词。图片公司宣传的是，如果程序员使用的语言是他们用来描述软件的语言，他们就能够编写硬件。由于多种原因，这是非常错误的，其中最主要的是由C语言和硬件描述语言等语言假设的执行模型之间的根本区别。

一个说明性的例子：C假定它的核心是一个大的随机可访问的线性寻址内存 - 这个假设很少适用于硬件。 C-to-gates编译器面临着所描述的程序的行为的具有挑战性的任务，并且设计具有相同行为的硬件电路。

虽然类似C语言是在有限的使用情况有很大的生产力工具，这些编译器肯定不会让你突然知道如何设计的硬件，如果你熟悉C.

希望这有助于

Answer 9

我想添加一些我认为是OP最接近问题的答案。如果你正在寻找一个类似C的语言（与C不一样），你一定要检查Synflow。这个想法是有一种现代语言，可以让您在没有VHDL/Verilog学习曲线的情况下进行更快速的设计，而且不会带来任何开销。它也是免费和开源的！

信息披露：我是Synflow的联合创始人:-)