Сгенерируйте компонент DPI Используя MATLAB

Создайте функцию MATLAB и испытательный стенд

Создайте функцию MATLAB

Закодируйте функцию MATLAB®, которую вы хотите экспортировать в среду SystemVerilog. Для получения информации о кодировании функций MATLAB см. "Функциональные Основы" в документации MATLAB.

Считайте добавление директивы компиляции %#codegen к вашей функции. Эта директива может помочь вам диагностировать и зафиксировать нарушения, которые привели бы к ошибкам во время генерации кода. Смотрите Направляющий % Компиляции #codegen (MATLAB Coder).

В то время как вы кодируете свою функцию, имеете в виду Ограничения, которые описывают различные аспекты генерации компонента DPI, которую необходимо знать. Эти аспекты включают, какие типы данных допустимы, какие файлы сгенерированы, и как разделяемые библиотеки скомпилированы.

В этом примере функция MATLAB fun.m берет один вход и умножает его на 2. Функция включает директиву компиляции %#codegen.

function y = fun(x);
%#codegen
y = x * 2;

Процесс создания MATLAB включает запись кода, создание испытательного стенда и выполнение испытательного стенда в итеративном процессе. Когда вы удовлетворены, что ваша функция делает то, что вы предназначаете его, чтобы сделать, продвинуться, чтобы Сгенерировать Компонент SystemVerilog DPI.

Создайте испытательный стенд

Создайте испытательный стенд, чтобы осуществить функцию. В этом примере испытательный стенд применяет тестовый вектор против fun.m и строит вывод.

function sample=fun_tb
% Testbench should not require input, however you can give an output.

% Define a test vector 
tVecIn = [1,2,3,4,5];

% Exercise fun.m and plot results to make sure function is working correctly
tVecOut = arrayfun(@(in) fun(in),tVecIn);
plot(tVecIn,tVecOut);
grid on;

% Get my sample input to use it with function dpigen.
sample = tVecIn(1);

Обратите внимание на то, что испытательный стенд не должен иметь входных параметров. Испытательный стенд может векторы нагрузочного теста с помощью файлов MAT или любого другого файла данных, таким образом, это не требует входных параметров.

Вывод fun_tb, sample, будет используемым в качестве аргумента входных параметров функции для fun.m во время вызова dpigen, который является, почему это - один элемент. Смотрите Генерируют Компонент SystemVerilog DPI.

Запустите испытательный стенд

fun_tb
ans =

     1

Затем, сгенерируйте компонент SystemVerilog DPI. Смотрите Генерируют Компонент SystemVerilog DPI.

Сгенерируйте компонент SystemVerilog DPI

Сгенерируйте компонент DPI с функцией dpigen

Используйте функциональный dpigen, чтобы сгенерировать компонент DPI. Эта функция имеет несколько дополнительных входных параметров. Как минимум задайте функцию MATLAB, вы хотите сгенерировать компонент для и входные параметры функции. Если вы также хотите сгенерировать испытательный стенд, чтобы осуществить сгенерированный компонент, используйте опцию -testbench.

dpigen func -args input_arg -testbench test_bench_name

  1. Задайте входные параметры как требуется функцией. В этом примере sample является скалярным значением, типа double.

    sample = 1;

  2. Вызовите функцию генератора компонента DPI:

    dpigen fun -args sample -testbench fun_tb

    Команда, данная как показано, выполняет следующие задачи:

    • Генерирует fun_dpi.sv – компонент SystemVerilog для функционального fun.m.The входные параметры функции для fun.m задан в sample.

    • Генерирует fun_dpi_pkg.sv – файл пакета SystemVerilog. Этот файл содержит все импортированные объявления функции.

    • Создает испытательный стенд для сгенерированного компонента.

    Для этого вызова dpigen MATLAB выводит следующие сообщения:

    ### Generating DPI Wrapper fun_dpi.c
### Generating DPI Wrapper header file fun_dpi.h
### Generating SystemVerilog module package fun_dpi_pkg.sv
### Generating SystemVerilog module fun_dpi.sv
### Generating makefiles for: fun_dpi
### Compiling the DPI Component
### Generating SystemVerilog test bench fun_tb.sv
### Generating test bench simulation script for Mentor Graphics QuestaSim/Modelsim run_tb_mq.do
### Generating test bench simulation script for Cadence Incisive run_tb_incisive.sh
### Generating test bench simulation script for Cadence Xcelium run_tb_xcelium.sh
### Generating test bench simulation script for Synopsys VCS run_tb_vcs.sh
### Generating test bench simulation script for Vivado Simulator run_tb_vivado.bat

    Функция, показанная в предыдущем примере, генерирует следующие папки и файлы:

Исследуйте сгенерированный файл пакета

Исследуйте сгенерированный файл пакета. Отметьте объявления initialize, reset, terminate и функций fun.

Этот пример показывает код, сгенерированный для fun_dpi_pkg.sv.

// File: C:\fun_example\codegen\dll\fun\fun_dpi_pkg.sv
// Created: 2017-12-19 09:18:00
// Generated by MATLAB 9.5 and HDL Verifier 5.4

`timescale 1ns / 1ns
package fun_dpi_pkg;

// Declare imported C functions
import "DPI" function chandle DPI_fun_initialize(input chandle existhandle);
import "DPI" function chandle DPI_fun_reset(input chandle objhandle,input real x,output real y);
import "DPI" function void DPI_fun(input chandle objhandle,input real x,output real y);


import "DPI" function void DPI_fun_terminate(input chandle existhandle);

endpackage : fun_dpi_pkg

Исследуйте сгенерированный компонент

Исследуйте сгенерированный компонент так, чтобы можно было понять, как функция dpigen преобразовала код MATLAB в код SystemVerilog. Для получения дополнительной информации о том, что включает функция, смотрите Сгенерированную Обертку SystemVerilog.

Этот пример показывает код, сгенерированный для fun_dpi.sv.

// File: C:\fun_example\codegen\dll\fun\fun_dpi.sv
// Created: 2017-12-19 09:18:00
// Generated by MATLAB 9.5 and HDL Verifier 5.4

`timescale 1ns / 1ns

import fun_dpi_pkg::*;

module fun_dpi(
    input bit clk,
    input bit clk_enable,
    input bit reset,
    input real x,
    output real y
);

    chandle objhandle=null;
    real y_temp;
    
    initial begin
        objhandle=DPI_fun_initialize(objhandle);
    end

    final begin
        DPI_fun_terminate(objhandle);
    end

    always @(posedge clk or posedge reset) begin
        if(reset== 1'b1) begin
            objhandle=DPI_fun_reset(objhandle,x,y_temp);
            y<=y_temp;
        end
        else if(clk_enable) begin
            DPI_fun(objhandle,x,y_temp);
            y<=y_temp;
        end
    end
endmodule

Исследуйте сгенерированный испытательный стенд

Исследуйте сгенерированный испытательный стенд, таким образом, вы видите, как функциональный dpigen создал этот испытательный стенд из кода MATLAB. Для получения дополнительной информации о сгенерированном испытательном стенде смотрите Сгенерированный Испытательный стенд.

Этот пример показывает код, сгенерированный для fun_tb.sv.

// File: C:\fun_example\codegen\dll\fun\dpi_tb\fun_tb.sv
// Created: 2017-12-19 09:18:13
// Generated by MATLAB 9.5 and HDL Verifier 5.4

`timescale 1ns / 1ns
module fun_tb;
    real x;
    real y_ref;
    real y_read;
    real y;
    // File Handles
    integer fid_x;
    integer fid_y;
    // Other test bench variables
    bit clk;
    bit clk_enable;
    bit reset;
    integer fscanf_status;
    reg testFailure;
    reg tbDone;
    bit[63:0] real_bit64;
    bit[31:0] shortreal_bit64;
    parameter CLOCK_PERIOD= 10;
    parameter CLOCK_HOLD= 2;
    parameter RESET_LEN= 2*CLOCK_PERIOD+CLOCK_HOLD;
    // Initialize variables
    initial begin
        clk = 1;
        clk_enable = 0;
        testFailure = 0;
        tbDone = 0;
        reset = 1;
        fid_x = $fopen("dpig_in1.dat","r");
        fid_y = $fopen("dpig_out1.dat","r");
        // Initialize multirate counters
        #RESET_LEN reset = 0;
    end
    // Clock
    always #(CLOCK_PERIOD/2) clk = ~ clk;
    always@(posedge clk) begin
        if (reset == 0) begin
            #CLOCK_HOLD
            clk_enable <= 1;
            fscanf_status = $fscanf(fid_x, "%h", real_bit64);
            x = $bitstoreal(real_bit64);
            if ($feof(fid_x)) 
                tbDone = 1;
            fscanf_status = $fscanf(fid_y, "%h", real_bit64);
            y_read = $bitstoreal(real_bit64);
            if ($feof(fid_y)) 
                tbDone = 1;
            y_ref <= y_read;
            if (clk_enable == 1) begin
                assert ( ((y_ref - y) < 2.22045e-16) && ((y_ref - y) > -2.22045e-16) ) else begin
                    testFailure = 1;
                    $display("ERROR in output y_ref at time %0t :", $time);
                    $display("Expected %e; Actual %e; Difference %e", y_ref, y, y_ref-y);
                end
                if (tbDone == 1) begin
                    if (testFailure == 0) 
                        $display("**************TEST COMPLETED (PASSED)**************");
                    else
                        $display("**************TEST COMPLETED (FAILED)**************");
                    $finish;
                end
            end
        end
    end

    // Instantiate DUT
    fun_dpi u_fun_dpi(
    .clk(clk),
    .clk_enable(clk_enable),
    .reset(reset),
    .x(x),
    .y(y)
    );
endmodule

Затем, запустите сгенерированный испытательный стенд в симуляторе HDL. Смотрите Выполнение Сгенерированный Испытательный стенд в симуляторе HDL. Если вы планируете портировать и дополнительный испытательный стенд компонента от Windows® до Linux®, смотрите Порт Сгенерированный и Испытательный стенд Компонента к Linux.

Запустите сгенерированный испытательный стенд в симуляторе HDL

Этот раздел включает инструкции для выполнения сгенерированного испытательного стенда в одном из поддерживаемых симуляторов HDL: Наставник Graphics® ModelSim® и Questa®Sim, Cadence Incisive® и Synopsys® VCS®. Возможно, что этот код будет работать в других (неподдерживаемых) симуляторах HDL, но это не гарантируется.

Выберите рабочий процесс для своего симулятора HDL.

Запустите испытательный стенд в средствах моделирования ModelSim и QuestaSim

  1. Запустите ModelSim или QuestaSim в режиме GUI.

  2. Измените свой текущий каталог на папку dpi_tb в соответствии с директорией генерации кода в MATLAB.

  3. Введите следующую команду в интерпретатор, чтобы запустить вашу симуляцию:

    do run_tb_mq.do

    Этот сгенерированный скрипт содержит имя и испытательного стенда компонента и инструкции к симулятору HDL для выполнения испытательного стенда.

    Когда симуляция заканчивается, необходимо видеть следующий текст, отображенный в консоли:

    **************TEST COMPLETED (PASSED)**************

    Это сообщение говорит вам, что испытательный стенд был запущен против сгенерированного компонента успешно.

Следующее изображение формы волны от этого примера демонстрирует, что сгенерированный испытательный стенд был успешно осуществлен в симуляторе HDL.

Затем, импортируйте свой компонент. Смотрите Использование Сгенерированные Функции DPI в SystemVerilog.

Запустите испытательный стенд в остром средстве моделирования

  1. Запустите Incisive®.

  2. Запустите свой терминальный интерпретатор.

  3. Измените текущий каталог на dpi_tb в соответствии с директорией генерации кода в MATLAB.

  4. Введите следующую команду в интерпретатор, чтобы запустить симуляцию:

    sh run_tb_ncsim.sh

    Этот сгенерированный скрипт содержит имя и испытательного стенда компонента и инструкции к симулятору HDL для выполнения испытательного стенда.

    Когда симуляция заканчивается, необходимо видеть следующий текст, отображенный в консоли:

    **************TEST COMPLETED (PASSED)**************

    Это сообщение говорит вам, что испытательный стенд был запущен против сгенерированного компонента успешно.

Запустите испытательный стенд в средстве моделирования VCS

  1. Запустите VCS.

  2. Запустите свой терминальный интерпретатор.

  3. Измените текущий каталог на dpi_tb в соответствии с директорией генерации кода в MATLAB.

  4. Введите следующую команду в свой интерпретатор, чтобы запустить симуляцию:

    sh run_tb_vcs.sh

    Этот сгенерированный скрипт содержит имя и испытательного стенда компонента и инструкции к симулятору HDL для выполнения испытательного стенда.

    Когда симуляция заканчивается, необходимо видеть следующий текст, отображенный в консоли:

    **************TEST COMPLETED (PASSED)**************

    Это сообщение говорит вам, что испытательный стенд был запущен против сгенерированного компонента успешно.

Используйте сгенерированные функции DPI в SystemVerilog

Чтобы использовать сгенерированный компонент DPI в испытательном стенде SystemVerilog, сначала необходимо включать файл пакета в среду SystemVerilog. Это будет иметь функции DPI в наличии в рамках вашего модуля SystemVerilog. Затем необходимо вызвать сгенерированные функции. Когда вы компилируете код SystemVerilog, который содержит импортированные сгенерированные функции, используйте учитывающий DPI компилятор SystemVerilog и задайте компонент и имена файлов пакета наряду с кодом SystemVerilog.

Следующий пример демонстрирует добавление сгенерированного компонента DPI для fun.m к модулю SystemVerilog.

  1. Вызовите функцию Initialize.

    DPI_fun_initialize();

  2. Вызовите функцию, сгенерированную от fun.m.

    DPI_fun(x,y);

Можно теперь изменить сгенерированный код по мере необходимости.

Пример

module test_twofun_tb;

	initial begin
		DPI_fun_initialize();
	end

	always@(posedge clk) begin
		#1
		DPI_fun(x,y);
	end

Порт сгенерированный и испытательный стенд компонента к Linux

Чтобы портировать и дополнительный испытательный стенд компонента от операционной системы Windows до операционной системы Linux, следуйте этим инструкциям.

Примечание

У вас должна быть лицензия Embedded Coder® на порт Windows to Linux. Несмотря на то, что возможно, что порт будет работать без лицензии Embedded Coder, то использование не поддержано.

Шаг 1. Задачи на Windows Host Machine

  1. Создайте объект MATLAB Coder™ config. Измените целевой тип устройства HW на LP64 для операционной системы Linux.

    cfg=coder.config('dll');

    cfg.HardwareImplementation.TargetHWDeviceType='Generic->64-bit Embedded Processor (LP64)';

  2. Запустите команду dpigen с помощью опции -config, чтобы использовать объект config, который вы создали на шаге 1. Используйте опцию -c так, чтобы функциональный dpigen сгенерировал только код. Например:

    dpigen -config cfg DataTypes.m -args InputSample -c

  3. Чтобы сгенерировать zip-файл к порту к Linux, измените папку на исходную папку (где файл buildInfo.mat сгенерирован), и выполните следующие команды в командной строке:

    load buildInfo
buildInfo.packNGo()

  4. Чтобы скопировать файл для портирования, возвратитесь к папке верхнего уровня. Найдите zip-файл сгенерированным на предыдущем шаге (то же имя как функция MATLAB). Скопируйте zip-файл в машину Linux.

Шаг 2. Задачи на целевой машине Linux

  1. Разархивируйте файл с помощью опции -j, чтобы извлечь все файлы со сглаженной структурой папок. Можно разархивировать в любую папку. Например:

    unzip -j  DataTypes.zip

    1. Скопируйте этот типичный скрипт make-файла в пустой файл:

      SRC=$(wildcard *.c)
OBJ=$(SRC:.c=.o)

SHARE_LIB_NAME=DPI_Component.so

all: $(SRC) $(SHARE_LIB_NAME)
	@echo "### Successfully generated all binary outputs."

$(SHARE_LIB_NAME): $(OBJ)
	gcc -shared -lm $(OBJ) -o $@

.c.o:
	gcc -c -fPIC -Wall -ansi -pedantic -Wno-long-long -fwrapv -O0 $< -o $@

    2. Замените DPI_Component.so на имя разделяемой библиотеки, которую вы хотите создать.

    3. Сохраните скрипт как Porting_DPIC.mk в папке, где zip-файлы были извлечены.

  3. Создайте разделяемую библиотеку со следующей командой:

    make -f Porting_DPIC.mk all

    Чтобы использовать сгенерированный компонент с SystemVerilog, смотрите Использование Сгенерированные Функции DPI в SystemVerilog.

  4. (Необязательно) Запускает испытательный стенд, который был автоматически сгенерирован в Windows.

    1. Скопируйте содержимое папки dpi_tb с хост-машины Windows на целевую машину Linux.

    2. Запустите испытательный стенд.

    Чтобы запустить испытательный стенд в симуляторе HDL, смотрите Выполнение Сгенерированный Испытательный стенд в симуляторе HDL.

Документация HDL Verifier
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте