A Comparative Study between HLS and HDL on SoC for Image Processing Applications

Abstract

The increasing complexity in today’s systems and the limited market times demand new development tools for FPGA. Currently, in addition to traditional hardware description languages (HDLs), there are high-level synthesis (HLS) tools that increase the abstraction level in system development. Despite the greater simplicity of design and testing, HLS has some drawbacks in describing hardware. This paper presents a comparative study between HLS and HDL for FPGA, using a Sobel filter as a case study in the image processing field. The results show that the HDL implementation is slightly better than the HLS version considering resource usage and response time. However, the programming effort required in the HDL solution is significantly larger than in the HLS counterpart.

La creciente complejidad de los sistemas actuales y los tiempos limitados del mercado exigen nuevas herramientas de desarrollo para las FPGAs. Hoy en día, además de los tradicionales lenguajes de descripción de hardware (HDL), existen herramientas de síntesis de alto nivel (HLS) que aumentan el nivel de abstracción en el desarrollo de sistemas. A pesar de la mayor simplicidad de diseño y pruebas, HLS tiene algunos inconvenientes para describir hardware. Este documento presenta un estudio comparativo entre HLS y HDL para FPGA, utilizando un filtro Sobel como caso de estudio en el ámbito del procesamiento de imágenes. Los resultados muestran que la implementación HDL es levemente mejor que la versión HLS considerando uso de recursos y tiempo de respuesta. Sin embargo, el esfuerzo de programación en la implementación de HDL es significativamente mayor.