Handel-C：硬件描述语言的新一代预言

"这篇文档介绍了新一代硬件描述语言Handel-C，包括它的主要数据类型、类型说明符、存储类说明符、类型修饰符以及数值处理特性。Handel-C是由Celoxica公司开发的一种基于C语言的高级硬件描述语言，旨在简化FPGA和ASIC设计过程，特别是对于需要高速执行复杂算法的领域。Celoxica的DK设计工具集成了编译器，可直接将Handel-C代码转换为优化的EDIF网表或VHDL/Verilog文件，用于进一步的布局布线和验证。Handel-C支持与现有HDL和软件的协同仿真，提高设计效率。" 在深入讨论Handel-C之前，我们先来理解一下硬件描述语言(HDL)的重要性。HDL如VHDL和Verilog被广泛用于描述数字系统的结构、行为和功能，但它们的学习曲线较陡峭，不适合快速开发复杂算法。Handel-C正是为了解决这个问题，它结合了C语言的易读性和HDL的并行执行能力。 Handel-C的数据类型分为逻辑类型和结构类型。逻辑类型，如signed、unsigned和undefined，用于定义变量的符号和长度，类似于C语言中的整型。结构类型则用于描述特定硬件结构，如ROMs、RAMs和channels，这在传统C语言中是无法直接表示的。结构类型的详细说明可以通过扩展符号<>进行，使得声明更复杂的数据结构成为可能。 类型说明符和存储类说明符帮助定义变量的使用范围和生命周期。例如，extern声明全局变量，static则限制变量的作用域。类型修饰符如const和volatile增强了与ANSI-C的兼容性，常用于表示不可修改的（const）或可能随时变化的（volatile）逻辑类型变量。 Handel-C的一大特色是它可以处理任意长度的数值，并能从中提取或连接成更长的数值，这通过连字符或补零操作实现。这种灵活性使得Handel-C特别适合处理大数据宽度的计算任务，如加解密、图像处理等。 Celoxica的DK设计工具集是Handel-C的核心支持，它提供了从源代码到硬件实现的完整流程。DK编译器能够生成优化的网表或HDL代码，便于进一步的硬件实现。此外，DK环境还支持与ModelSim等HDL仿真器的协同仿真，使得软件和硬件设计可以同时进行，大大提高了开发效率。 总结来说，Handel-C是为了解决复杂算法在FPGA和ASIC设计中的挑战而诞生的，它结合了C语言的编程便利性和硬件描述语言的并行执行能力。通过Celoxica的DK工具，Handel-C使得设计者能以更高效的方式实现硬件设计，加速产品的上市时间。