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

24:20

Control de motores eléctricos más rápido y preciso mediante SoC Zynq

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

40:22

Despliegue de radios 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 (8:55), 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.