Введение

Реализация HIL модели Simscape на вводе-выводе FPGA Speedgoat является процессом с тремя шагами.

Реализация Simulink™ модели Simscape

Этот пример показывает постепенный процесс, чтобы сгенерировать модель Simulink из модели Simscape половины Выпрямителя Волны. Следующие шаги должны быть выполнены, чтобы сконфигурировать модель Simscape:

1. Откройте модель Simscape. В командной строке MATLAB®, введите:

   ModelName = 'sschdlexHalfWaveRectifierExample';
   load_system(ModelName)
   open_system(ModelName)
   set_param(ModelName, 'SimulationCommand', 'update');

Модель Simscape половины Выпрямителя Волны состоит из блока Linear (резистор) и блок Switched Linear (диод). Это имеет блоки конвертера PS Simulink во входе и блоки PS-Simulink Converter в выходных портах. Чтобы проверить, что настройки решателя сконфигурированы правильно, откройте блок Solver Configuration, и затем выберите Use локальный решатель и Backward Euler как тип Решателя в блоке Solver Configuration.

Следующий рисунок показывает результаты симуляции модели Simscape. Здесь, вход является синусоидой, и локальным шагом расчета решателя является 0.001.

2. Сконфигурируйте Половину Модели Выпрямителя Волны для совместимости HDL с помощью следующей команды:

   hdlsetup(ModelName)

### The configuration parameter values use the recommended settings for HDL code generation and does not need any modification as a part of hdlsetup. Please refer to <a href="matlab:helpview(fullfile(docroot, 'hdlcoder', 'helptargets.map'), 'msg_hdlsetup_function')">hdlsetup</a> document for best practices on model settings.

Теперь модель Simscape готова к генерации модели реализации HDL, из которой можно сгенерировать поток битов. Чтобы сгенерировать модель реализации HDL, откройте HDL Workflow Advisor Simscape путем выполнения следующей команды:

   sschdladvisor(ModelName)

### Running Simscape HDL Workflow Advisor for <a href="matlab:(sschdlexHalfWaveRectifierExample)">sschdlexHalfWaveRectifierExample</a>
Updating Model Advisor cache...
Model Advisor cache updated. For new customizations, to update the cache, use the Advisor.Manager.refresh_customizations method.

Это обновляет кэш советника модели и открывает HDL Workflow Advisor Simscape. Советник содержит следующие папки:

После передачи эта задача отображает количество состояний, входных параметров, выходных параметров и режимов.

Чтобы узнать больше о задачах, смотрите Задачи HDL Workflow Advisor Simscape.

Чтобы открыть сгенерированную модель, щелкните по ссылке в Сгенерировать задаче Модели Реализации.

Чтобы сравнить выходные параметры модели реализации и исходной модели Simscape, откройте Осциллограф и измените Размещение в 3x1

Выход этой модели похож на ту из модели Simscape, которая указывает, что никакая потеря точности не произошла во время преобразования. Поскольку систематическая верификация этого преобразования видит, Подтверждают Модель Реализации HDL к Алгоритму Simscape.

Чтобы узнать больше о HDL Workflow Advisor Simscape, см.: Сгенерируйте HDL-код для Моделей Simscape.

Сгенерируйте поток битов для платформы Speedgoat

Этот шаг объясняет задачи, которые выполняются, чтобы сгенерировать поток битов FPGA из модели Half Wave Rectifier. Поток битов затем загружается на модуль FPGA Speedgoat IO333-325K при помощи HDL Workflow Advisor. Модуль FPGA Speedgoat IO333 использует Xilinx® Vivado® и Инфраструктуру Генерации Ядра IP. Поэтому до выполнения Советника по вопросам Рабочего процесса, убедитесь, что вы задали путь к установленному исполняемому файлу Xilinx Vivado.

Чтобы развернуть любую модель на цель Speedgoat, сначала необходимо установить и сконфигурировать инструмент синтеза. В этом примере мы будем использовать Speedgoat FPGA IO333-325K, который использует Xilinx Vivado. Поэтому установите Комплект Проекта Xilinx Vivado v2018.2. Затем запустите следующую команду в окне команды MATLAB, чтобы установить инструмент path на установленный исполняемый файл Xilinx.

  hdlsetuptoolpath('ToolName','Xilinx Vivado','ToolPath','C:\Xilinx\Vivado\2018.2\bin\vivado.bat')

Открытый HDL Workflow Advisor с помощью следующей команды:

  hdladvisor('gmStateSpaceHDL_sschdlexHalfWaveRectifierEx/HDL Subsystem')

HDL Workflow Advisor обеспечивает интерфейс, где пользователь может установить целевые параметры, подготовить модель к генерации HDL-кода и наконец сгенерировать соответствующий HDL-код или поток битов. Следующие задачи должны быть выполнены, чтобы сгенерировать и создать поток битов FPGA.

1. Поставленная цель:

a. *Set Target Device and Synthesis Tool* subtask, select:

b. Поставите Целевую задачу Исходного проекта, выберите x4 как значение параметров для маршрутов PCIe.

c. Поставите Целевую Интерфейсную задачу, сопоставьте Ввод и вывод один порты типа данных с Интерфейсом PCIe.

d. Поставите Целевую задачу Частоты, установите целевую частоту как 100 МГц. Важно выбрать целевое скручивание жгутов частоты область значений во избежание ошибки в генерации потока битов. В этом примере мы выбираем целевую частоту как 100 МГц.

2. Подготовьте Модель К генерации HDL-кода: Эта задача делает модель готовой к генерации потока битов путем гарантирования, что правильные параметры были выбраны.

В Оптимизации цикла for подзадачи Совместимости Блока Проверки может быть предупреждение. Установка флажка предупреждений Ignore продолжит запускать задачу.

3. Щелкните правой кнопкой по "Загрузке, чтобы Предназначаться>, Генерируют задачу" задачи Simulink Real-Time и выбирают "Run to Selected Task", чтобы сгенерировать ядро IP HDL, поток битов FPGA, и загрузить поток битов на цель Speedgoat IO333

Для подробного понимания о том, как сгенерировать поток битов, смотрите, Развертывают Модели объекта управления Simscape™ в Модули ввода-вывода FPGA Speedgoat.

После выполнения этой задачи сгенерирована новая модель Simulink Real-Time Interface, который похож на следующую модель и названный как gm_gmStateSpaceHDL_sschdlexHalfWaveRectifierEx_slrt:

Эта модель будет загружена на цель Speedgoat. После завершения последнего шага рабочий процесс может быть сохранен для будущего использования. Для того, чтобы сохранить рабочий процесс, выберите File> Export to Script. Это, экспортирует.m файл с именем hdlworkflow.m.

Это может быть импортировано путем выбора File> Import from Script. Это откроет диалоговое окно Import Workflow Configuration от того, где пользователь может выбрать hdlworkflow.m файл. HDL Workflow Advisor обновляет задачи согласно импортированному скрипту. Смотрите Рабочий процесс HDL Запуска со Скриптом.

Разверните поток битов в цель Speedgoat IO333-325k

Это - последний шаг этого примера, который включает настройку Simulink Real-Time, сборки, и загрузите сгенерированную модель Simulink Real-Time Interface с предыдущего шага путем создания приложения реального времени и запустите приложение в цели Speedgoat.

1. Setup и Конфигурирует Simulink Real-Time: поток битов загружается через Simulink Real-Time Explorer. Поэтому важно установить и сконфигурировать Simulink Real-Time Explorer. Сначала, соедините компьютер разработчика с целью с помощью перекрестного сетевого кабеля. В этом случае Целевым IP-адресом Speedgoat является 10.10.10.15. Поэтому IP-адрес линии связи между компьютером разработчика и целевым компьютером должен иметь ту же сеть (т.е.; 10.10.10.12).

Теперь выполните следующие шаги, чтобы сконфигурировать Simulink Real-Time Explorer правильно:

2. Создайте Приложение реального времени: Эта задача требуется, чтобы наконец загружать модель на цель Speedgoat. Следующие шаги должны выполниться:

3. Создание и запуск приложения реального времени:

tg.viewTargetScreen

Выходные формы волны в Целевом Осциллографе должны быть похожими на следующее:

Поскольку результаты симуляции загруженной модели точно соответствуют с исходной моделью Simscape, потеря точности является нулем или минимальный.