Diseño y codiseño de FPGAs - Xilinx System Generator y HDL Coder

FPGAs de Xilinx y SoCs de Zynq

Modelado, verificación y programación de algoritmos en dispositivos Xilinx

Los expertos e ingenieros hardware utilizan MATLAB^® y Simulink^® a fin de desarrollar aplicaciones de prototipado y producción para la implementación en dispositivos FPGA de Xilinx^® y SoC de Zynq^®. Con MATLAB y Simulink podrá:

Modelar la arquitectura de hardware a nivel de sistema
Programar su FPGA o SoC sin necesidad de escribir código
Simular y depurar su FPGA o SoC mediante herramientas de MATLAB y Simulink
Llevar a cabo el diseño FPGA y SoC para producción

"Como ingeniero de sistemas mecatrónicos, mi experiencia se centra en los sistemas de control y sus modelos, no en HDL y FPGAs. Con el diseño basado en modelos, puedo usar mi experiencia y mis conocimientos sobre el controlador y el sistema controlado para llevar a cabo gran parte del trabajo que suelen realizar los ingenieros de FPGAs y así reducir su carga de trabajo."
Rob Reilink, DEMCON

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Uso de MATLAB con FPGAs de Xilinx y SoCs de Zynq

Control más rápido y preciso de motores eléctricos de reluctancia conmutada con SoC Zynq

3T desarrolla un sistema de frenado de emergencia robotizado con diseño basado en modelos

Implementación de radio en plataformas SoC

Modelado para la programación de FPGAs y SoCs

Agregue arquitectura hardware a su algoritmo mediante MATLAB y Simulink. Esto incluye cuantificación en punto fijo (30:45), lo cual permite utilizar los recursos de forma más eficiente, y generación de código en punto flotante nativo (9:19), lo que permite programar las FPGAs con más facilidad. Reutilice sus pruebas y el algoritmo de referencia para simular cada una de las mejoras sucesivas.

HDL Coder™ genera VHDL o Verilog sintetizable directamente desde bloques de función de Simulink y MATLAB compatibles con HDL para aplicaciones como procesamiento de señales, comunicaciones inalámbricas, control de potencia/motores y procesamiento de imágenes/vídeo. Xilinx System Generator y Xilinx Model Composer agregan bloques específicos de Xilinx a Simulink que se pueden integrar con los bloques nativos para la simulación y la generación de código HDL.

Analice los efectos de las arquitecturas hardware y software, incluidos los efectos derivados del uso de memoria y la planificación/ del SO, mediante SoC Blockset™.

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Programación de FPGAs de Xilinx y SoCs de Zynq

HDL Coder le guiará por los pasos necesarios para programar su FPGA o SoC directamente desde Simulink sin tener que escribir una línea de código. Desde HDL Coder, puede optimizar y generar VHDL o Verilog sintetizable junto con interfaces AXI para la conexión a un SoC. A partir de ahí, puede llamar a Embedded Coder para generar C/C++ a fin de programar el software que se ejecuta en el procesador embebido.

Puede descargar paquetes de soporte destinados a dispositivos FPGA de Xilinx y SoC de Zynq para su uso con Embedded Coder y HDL Coder. Estos automatizan la síntesis de Xilinx Vivado , el proceso de place and route y la programación de FPGAs/SoCs. Existen flujos de trabajo completamente automatizados disponibles para las placas soportadas para aplicaciones tales como control de motores, procesamiento de imágenes/vídeos y radio definida por software.

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Simulación y depuración de FPGAs

HDL Verifier reutiliza los entornos de prueba de MATLAB y Simulink para verificar el diseño FPGA.

Gracias a la cosimulación (5:35), es posible ejecutar automáticamente el test bench de MATLAB o Simulink conectado con el diseño de Verilog o VHDL que se ejecuta en un simulador de Mentor Graphics o Cadence Design Systems.

La simulación FPGA-in-the-loop conecta el test bench de MATLAB o Simulink con placas FPGA de Xilinx soportadas a través de Ethernet, JTAG o PCI-Express (2:52).

Utilice MATLAB como interfaz AXI Master (5:40) para enviar datos a la FPGA, e inserte lógica de data capture (4:09) a fin de depurar la FPGA mediante puntos de prueba internos.

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Diseño FPGA y SoC para producción

Los expertos e ingenieros de hardware utilizan MATLAB y Simulink para colaborar en el diseño FPGA y SoC de producción para aplicaciones inalámbricas, procesado de imagen y vídeo (20:59), control de motores y potencia (24:20) y críticas para la seguridad.

Las optimizaciones (49:42) de síntesis de alto nivel de HDL Coder contribuyen a satisfacer los objetivos de diseño a la vez que se mantiene la trazabilidad entre el RTL generado, el modelo y los requisitos, lo cual es importante en los flujos de trabajo de alta integridad tales como DO-254. Junto con VHDL y Verilog sintetizable, HDL Coder genera IP cores que conectan fácilmente con Vivado IP Integrator para la integración de sistemas. Y HDL Verifier genera modelos de verificación (5:19) que contribuyen a acelerar el desarrollo de test benchs.