Моделирование FIL с помощью MATLAB
FILSimulation Система object™ соединяет выполнение FPGA с тестовым стендом MATLAB ®. Это достигается путем применения входных сигналов к модели HDL, работающей на FPGA, и считывания выходных сигналов из нее. Этот объект можно использовать для моделирования исходного или приемного устройства путем конфигурирования объекта только с портами ввода или вывода.
Для запуска моделирования, состоящего из тестового стенда MATLAB, связанного с выполнением FPGA:
Настройте средство hdlverifier. Объект FILSimulation с помощью мастера FPGA-in-the-Loop.
Создайте объект в конструкции и задайте его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.
Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.
Создание hdlverifier.FILSimulation Системный объект, используйте мастер FPGA-in-the-Loop для настройки FILSimulation Системный объект. Выходные данные FILWizard представляют собой файл с именем toplevel_fil, где toplevel - имя модуля HDL верхнего уровня. Затем можно создать объект System, присвоив его локальной переменной.
filobj = toplevel_fil создает системный объект, настроенный мастером FPGA-in-the-Loop. toplevel - имя модуля верхнего уровня в коде HDL.
Можно создать системный объект и задать его свойства:
filobj = toplevel_fil('InputSignals', {'/top/in1','/top/in2'}, ...
'OutputSignals', {'/top/out1','/top/out2'}, ...
'OutputDataTypes', {'double','fixedpoint'}, ...
'OutputSigned', [true,false]);filobj = toplevel_fil;
filobj.OutputDataTypes = char('fixedpoint', 'integer', 'fixedpoint');
filObj.OutputSigned = [false, true, true];
[ подключается к FPGA, записывает hdloutputs] = filobj([hdlinputs])hdlinputs в FPGA и читает hdloutputs от FPGA.
Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:
release(obj)
В этом примере используется объект MATLAB ® System и FPGA для проверки конструкции уровня передачи регистров (RTL) быстрого преобразования Фурье (FFT) размера 8, написанного в Verilog. БПФ обычно используется в цифровой обработке сигналов для получения частотного распределения сигнала.
Для проверки правильности этого БПФ предусмотрены средства тестирования объектов системы MATLAB. В этом испытании генерируются периодические синусоидальные входные данные в тестируемую конструкцию ЛПВП (DUT) и строятся графики коэффициентов Фурье в комплексной плоскости.
Установка среды программного обеспечения для проектирования FPGA
Перед использованием FPGA-in-the-Loop убедитесь, что системная среда правильно настроена для доступа к программному обеспечению FPGA. Функцию hdlsetuptoolpath можно использовать для добавления программного обеспечения FPGA к системному пути для текущего сеанса MATLAB.
Запустить мастер файлов
Запустите мастер FIL, предварительно заполненный информацией примера FFT. Введите информацию о плате FPGA на первом шаге, следуйте каждому шагу мастера и создайте файл программирования FPGA и объект FIL System.
filWizard('fft_hdlsrc/fft8_sysobj_fil.mat');
Программа FPGA
Выполните программирование FPGA с помощью созданного файла программирования. Прежде чем продолжить, убедитесь, что мастер FIL завершил создание файла программирования FPGA. Также убедитесь, что плата FPGA включена и подключена правильно.
run('fft8_fil/fft8_programFPGA');
Создание экземпляра системных объектов SineWave
Следующий код создает экземпляры системных объектов, которые представляют генератор синусоидальных волн (F = 100 Гц, Sampling = 1000 Гц, выход комплексной фиксированной точки).
SinGenerator = dsp.SineWave('Frequency ', 100, ... 'Amplitude', 1, ... 'Method', 'Table lookup', ... 'SampleRate', 1000, ... 'OutputDataType', 'Custom', ... 'CustomOutputDataType', numerictype([], 10, 9), ... 'ComplexOutput',true);
Создание экземпляра системного объекта FPGA-in-the-Loop
fft8_fil является настраиваемым объектом FILSimulation System, который представляет реализацию HDL FFT, выполняемую на FPGA в этой симуляционной системе.
Fft = fft8_fil;
Запуск моделирования
В этом примере моделируется генератор синусоидальных волн и реализация БПФ HDL через объект FPGA-in-the-Loop System. Этот раздел кода вызывает цикл обработки для обработки выборки данных.
for ii=1:1000 % Read 1 sample from the sine wave generator ComplexSinus = step(SinGenerator); % Send/receive 1 sample to/from the HDL FFT on the FPGA [RealFft, ImagFft] = step(Fft,real(ComplexSinus),imag(ComplexSinus)); % Store the FFT sample in a vector ComplexFft(ii) = RealFft + ImagFft*1i; end
Отображение коэффициентов Фурье
Постройте график коэффициентов Фурье в комплексной плоскости.
% Discard the first 12 samples (initialization of the HDL FFT)
ComplexFft(1:12)=[];
% Display the FFT plot(ComplexFft,'ro'); title('Fourier Coefficients in the Complex Plane'); xlabel('Real Axis'); ylabel('Imaginary Axis');
На этом завершается пример моделирования FPGA-in-the-Loop с использованием системного объекта MATLAB.