Требования и предпосылки

Продукты потребовали для этого примера:

Предпосылки:

MATLAB® и программное обеспечение проекта FPGA могут или быть локально установлены на вашем компьютере или на сетевом доступном устройстве. Если вы будете использовать программное обеспечение от сети, то вам будет нужен второй сетевой адаптер, установленный в вашем компьютере, чтобы предоставить частную сеть макетной плате FPGA. Консультируйтесь с оборудованием и сетевыми руководствами для вашего компьютера, чтобы изучить, как установить сетевой адаптер.

Шаг 1: настройте макетную плату FPGA

Пропустите этот шаг и шаг 2, если вы используете связь PCI Express в симуляции. Если вы не настроили свою связь PCI Express, используйте программное обеспечение установки пакета поддержки, чтобы провести вас по настройке PCI Express.

Используйте следующие шаги, чтобы настроить вашу макетную плату FPGA.

Шаг 2: настройте подключение платы хоста - компьютера

Пропустите этот шаг, если вы используете связь JTAG в симуляции. Для связи с Ethernet у вас должен быть Гигабитный сетевой адаптер Ethernet на вашем компьютере, чтобы запустить этот пример.

На Windows® 7 сделайте следующие шаги:

На Windows® Vista сделайте следующие шаги:

На Windows XP® сделайте следующие шаги:

На Linux®:

Используйте ifconfig команду, чтобы настроить ваш локальный адрес. Например:

% ifconfig eth1 192.168.0.1

В этом примере eth1 является вторым адаптером Ethernet на компьютере Linux. Проверяйте свою систему, чтобы определить, какой адаптер Ethernet соединяется с макетной платой FPGA. Вышеупомянутые наборы команд локальный IP-адрес к 192.168.0.1. Если этот адрес используется другим компьютером в вашей сети, измените его в любой доступный IP-адрес на этой подсети, такой как 192.168.0.100.

Шаг 3: подготовьте ресурсы в качестве примера

Настройте папку в качестве примера, скопируйте файлы в качестве примера, настройте доступ к программному обеспечению проекта FPGA и открытой модели.

1. Создайте папку вне осциллографа вашей папки установки MATLAB, в которую можно скопировать файлы в качестве примера. Папка должна быть перезаписываема. Этот пример принимает, что папка расположена в C:\MyTests.

2. Запустите MATLAB и установите текущий каталог в MATLAB к папке, которую вы только создали. Например:

cd C:\MyTests

3. Введите следующую команду MATLAB:

copyFILDemoFiles('pid')

Эта команда создает sub папку.\pid_hdlsrc в вашей текущей папке и копирует все исходные файлы под matlabroot\toolbox\shared\eda\fil\fildemos\fil_pid в него. matlabroot является корневой папкой MATLAB в вашей системе. У вас теперь будут следующие файлы в C:\MyTests\pid_hdlsrc:

4. Настройте программное обеспечение проекта FPGA

Перед использованием FPGA в цикле, настроенном ваша системная среда для доступа к FPGA, проектируют программное обеспечение. Можно использовать функцию hdlsetuptoolpath, чтобы добавить ISE, Vivado, Куарта или Либеро SoC к системному пути для текущего сеанса работы с MATLAB.

Для плат FPGA Xilinx, который использует программное обеспечение проекта ISE, запуск:

hdlsetuptoolpath('ToolName', 'Xilinx ISE', 'ToolPath', 'C:\Xilinx\13.1\ISE_DS\ISE\bin\nt64\ise.exe');

Этот пример принимает, что исполняемый файл ISE Xilinx является C:\Xilinx\13.1\ISE_DS\ISE\bin\nt64\ise.exe. Займите место со своим фактическим исполняемым файлом, если это отличается.

Для плат FPGA Xilinx, который использует программное обеспечение проекта Vivado, запуск:

hdlsetuptoolpath('ToolName','Xilinx Vivado','ToolPath','C:\Xilinx\Vivado\2016.4\bin\vivado.bat');

Этот пример принимает, что исполняемый файл Xilinx Vivado является C:\Xilinx\Vivado\2016.4\bin\vivado.bat. Займите место со своим фактическим исполняемым файлом, если это отличается.

Для плат Intel, запуска:

hdlsetuptoolpath('ToolName','Altera Quartus II','ToolPath','C:\altera\16.0\quartus\bin\quartus.exe');

Этот пример принимает, что исполняемый файл Куарта II Intel является C:\altera\16.0\quartus\bin\quartus.exe. Займите место со своим фактическим исполняемым файлом, если это отличается.

Для Микрополу плат, запуска:

   hdlsetuptoolpath('ToolName', 'Microsemi Libero SoC', 'ToolPath', 'C:\Microsemi\Libero_SoC_v11.8\Designer\bin\libero.exe');

Этот пример принимает, что Микрополу Либеро исполняемый файл SoC является C:\Microsemi\Libero_SoC_v11.8\Designer\bin\libero.exe. Займите место со своим фактическим исполняемым файлом, если это отличается.

5. Откройте fil_pid.mdl модель.

Эта модель содержит ПИД-регулятор фиксированной точки, реализованный с основными блоками Simulink. Эта модель также содержит модель двигателя постоянного тока, которой управляет этот ПИД-регулятор, а также желаемая позиция двигателя постоянного тока входного стимула.

Запустите эту модель теперь и наблюдайте желаемые и фактические моторные положения в осциллографе.

Шаг 4: запустите FPGA в цикле (FIL) мастер

Запустите FPGA-in-the-Loop Wizard путем выполнения следующего:

В меню Code в fil_pid окне модели выберите Verification Wizards-> FPGA в цикле (FIL)....

В качестве альтернативы можно ввести filWizard команду в командной строке MATLAB.

filWizard

Шаг 5: задайте аппаратные опции в мастере FIL

Установите опции FIL для макетной платы FPGA.

1. Задайте, сгенерирует ли мастер блок Simulink FIL или Системный объект MATLAB FILSimulation. В данном примере выберите симуляцию Simulink for FIL с Simulink.

2. Для Имени Совета выберите макетную плату FPGA, соединенную с вашим хостом - компьютером. Если ваша плата не находится в списке, выберите одну из следующих опций:

3. Выберите связь для симуляции. Доступные методы связи являются Ethernet и JTAG. Не все платы поддерживают оба метода связи.

4. Соединение Ethernet только: Если вы изменили IP-адрес своего компьютера в различную подсеть от 192.168.0.x, когда вы настраиваете сетевой адаптер, или если IP-адрес платы по умолчанию 192.168.0.2 используется другим устройством, расширьте Расширенные настройки и измените IP-адрес Совета согласно следующим инструкциям:

Например, если IP-адрес хоста 192.168.8.2, то можно использовать 192.168.8.3, если это доступно. Не изменяйте Мак адрес Совета.

5. Дополнительный: Если требуется изменить частоту часов DUT от значения по умолчанию (25 МГц), можно расширить Расширенные настройки и изменить частоту системных часов FPGA (МГц).

6. Нажмите Далее, чтобы продолжиться.

Шаг 6: задайте файлы HDL в мастере FIL

Задайте проект HDL, который будет реализован в FPGA.

1. Нажмите Add и обзор к директории, в которой вы создали, Готовят Ресурсы В качестве примера.

2. Выберите эти файлы HDL:

Это файлы проекта HDL, которые будут проверены на плате FPGA. 3. В таблице Source Files проверяйте флажок на строке файла Controller.vhd, чтобы указать, что этот файл HDL содержит модуль HDL верхнего уровня.

Мастер FIL автоматически заполняет поле имени модуля Верхнего уровня именем выбранного файла HDL; в этом случае, Контроллер. В этом примере имя модуля верхнего уровня совпадает с именем файла так, чтобы вы не должны были изменять его. Если бы имя модуля верхнего уровня и имя файла не соответствовали, вы вручную откорректировали бы имя модуля верхнего уровня в этом диалоговом окне.

Нажмите Далее, чтобы продолжиться.

Шаг 7: Рассмотрите Порты ввода-вывода в Мастере FIL

Мастер FIL анализирует Контроллер модуля HDL верхнего уровня в Controller.vhd, чтобы получить все порты I/O и отобразить их в таблице DUT I/O Ports. Синтаксический анализатор пытается автоматически решить, что возможные типы порта путем рассмотрения порта называют и отображают эти сигналы под Типом порта.

1. Рассмотрите список портов. Если синтаксический анализатор присвоил тип неправильного порта для какого-либо данного порта, можно вручную изменить сигнал. Для синхронного проекта задайте Часы, Сброс, или Часы включают сигнал. В этом примере Мастер FIL автоматически заполняет таблицу правильно.

2. Нажмите Далее, чтобы продолжиться.

Шаг 8: установите типы выходных данных в мастере FIL

1. Для HDL выход control_signal изменяют Тип данных в Fixedpoint, Знак к и Дробной Длине Со знаком к 28. Это будет заставлять сгенерированный блок FIL установить выходной сигнал проекта под тестом (DUT) FPGA к правильному типу данных.

2. Нажмите Далее, чтобы продолжиться.

Шаг 9: рассмотрите опции сборки в мастере FIL

1. Задайте папку для выходных файлов. В данном примере используйте опцию по умолчанию, которая является подпапкой по имени Controller_fil под текущим каталогом.

Сводные данные отображают местоположения файла проекта FPGA и файла программирования FPGA. Вам, возможно, понадобятся те два файла для усовершенствованных операций.

2. Нажмите Build, чтобы запустить процесс сборки.

Во время процесса сборки происходят следующие действия:

Шаг 10: настройте модель

В fil_pid модели замените Подсистему контроллера на блок FIL, сгенерированный в новой модели. Модифицированная fil_pid модель теперь появляется как показано на следующем рисунке:

Шаг 11: FPGA программы

1. Включите степень макетной платы FPGA.

2. Дважды кликните блок FIL в fil_pid модели, чтобы открыть маску блока.

3. В открытой маске блока нажмите Load.

Если ваша плата соединяется с хостом - компьютером через кабель JTAG правильно, окно сообщения отображается, чтобы указать, что файл программирования FPGA загружается успешно. Нажмите ОК, чтобы отклонить это диалоговое окно.

4. Соединение Ethernet только: можно протестировать, если плата FPGA соединяется с хостом - компьютером правильно через тест ping. Запустите окно командной строки и введите следующую команду:

C:\MyTests> ping 192.168.0.2

Если вы изменили IP-адрес платы, когда вы настраиваете сетевой адаптер, заменяете 192.168.0.2 на ваш IP-адрес платы. Если Гигабитное соединение Ethernet было настроено правильно, необходимо видеть ответ ping с макетной платы FPGA.

Шаг 12: рассмотрите параметры блока FIL

1. В маске блока FIL кликните по вкладке Signal Attributes.

2. Проверьте, что Тип данных HDL сигнализирует, что control_signal является fixdt (1,32,28). Если это не, измените его.

3. Нажмите ОК, чтобы закрыть маску блока.

Шаг 13: запустите FIL

1. Запустите симуляцию fil_pid модели.

2. Когда симуляция будет сделана, просмотрите форму волны желаемых и фактических положений двигателя в осциллографе. Обратите внимание на то, что результаты симуляции FIL должны совпадать с теми из образца модели Simulink, в котором вы симулировали, Готовят Ресурсы В качестве примера.