Начало работы с рабочим процессом FPGA под ключ

В этом примере показано, как запрограммировать автономный FPGA с вашим проектом MATLAB, используя рабочий процесс FPGA «под ключ».

Конечным устройством в этом примере является плата разработки Xilinx ® Virtex-5 ML506.

Введение

В этом примере функция 'mlhdlc _ ip _ core _ led _ blinking' моделирует счетчик, который мигает светодиодами на плате FPGA.

Два входных порта, Blink_frequency и Blink_direction, являются портами управления, которые определяют частоту и направление мигания светодиода.

Можно настроить входные значения оборудования с помощью кнопок на плате разработки Xilinx ® Virtex-5 ML506. Порт выхода функции проекта, 'LED', соединяется с оборудованием LED.

design_name = 'mlhdlc_turnkey_led_blinking';
testbench_name = 'mlhdlc_turnkey_led_blinking_tb';

Рассмотрим проект MATLAB

type(design_name);
function [LED, Read_back] = mlhdlc_turnkey_led_blinking(Blink_frequency, Blink_direction)
%

%   Copyright 2013-2015 The MathWorks, Inc.

persistent freqCounter LEDCounter

if isempty(freqCounter)
    freqCounter = 0;
    LEDCounter = 255;
end

if Blink_frequency <= 0
    Blink_frequency = 0;
elseif Blink_frequency >= 15
    Blink_frequency = 15;
end

blinkFrequencyOut = LookupTable(Blink_frequency);
if blinkFrequencyOut == freqCounter
    freqMatch = 1;
else
    freqMatch = 0;
end

freqCounter = freqCounter + 1;

if freqMatch
    freqCounter = 0;
end

if Blink_direction
    LED = 255 - LEDCounter;
else
    LED = LEDCounter;
end

if LEDCounter == 255
    LEDCounter = 0;
elseif freqMatch
    LEDCounter = LEDCounter + 1;
end

Read_back = LED;
end


function y = LookupTable(idx)
s =  2.^(26:-1:11)';

y = s(idx+1);
end
type(testbench_name);

%

%   Copyright 2013-2015 The MathWorks, Inc.

for i=1:16
    [yout, ~] = mlhdlc_turnkey_led_blinking(i-1, 0);
    [yout2, ~] = mlhdlc_turnkey_led_blinking(i-1, 1);
end

Создайте новую папку и скопируйте соответствующие файлы

Выполните следующие строки кода, чтобы скопировать необходимые файлы примера во временную папку.

mlhdlc_demo_dir = fullfile(matlabroot, 'toolbox', 'hdlcoder', 'hdlcoderdemos', 'matlabhdlcoderdemos');
mlhdlc_temp_dir = [tempdir 'mlhdlc_turnkey_led_blinking'];

% Create a temporary folder and copy the MATLAB files.
cd(tempdir);
[~, ~, ~] = rmdir(mlhdlc_temp_dir, 's');
mkdir(mlhdlc_temp_dir);
cd(mlhdlc_temp_dir);

copyfile(fullfile(mlhdlc_demo_dir, [design_name,'.m*']), mlhdlc_temp_dir);
copyfile(fullfile(mlhdlc_demo_dir, [testbench_name,'.m*']), mlhdlc_temp_dir);

Создайте новый HDL Coder™ проект

coder -hdlcoder -new mlhdlc_turnkey_led_blinking_prj

Затем добавьте файл 'mlhdlc _ tenkkey _ led _ blinking.m' к проекту в качестве функции MATLAB и 'mlhdlc _ tenkey _ led _ blinking _ tb.m' в качестве испытательного стенда MATLAB.

Более полное руководство по созданию и заполнению проектов MATLAB HDL Coder см. в разделе «Начало работы с MATLAB в HDL».

Преобразуйте проект в фиксированную точку

1. Щелкните правой кнопкой мыши задачу Задать входные типы и выберите Запустить эту задачу.

2. В задаче преобразования фиксированных точек нажмите Advanced и установите запас прочности для sim min/max (%) равным 0.

3. Установите предлагаемый тип переменной freqCounter в беззнаковое 27-битное целое число путем ввода числового типа (0, 27, 0) в его столбец «Предлагаемый тип».

4. Слева щелкните правой кнопкой мыши задачу преобразования фиксированных точек и выберите Запустить эту задачу.

Сопоставьте порты проекта с целевым интерфейсом

В Избранной Целевой задаче Генерации кода выберите рабочий процесс Под ключ FPGA и правление Xilinx Virtex-5 ML506 развития следующим образом:

1. Для рабочего процесса выберите FPGA «Под ключ».

2. Для параметра Platform выберите Xilinx Virtex-5 ML506 плату разработки. Если вашего целевого устройства нет в списке, выберите Получить больше для загрузки пакета поддержки. Кодер автоматически устанавливает семейство чипов, устройство, пакет и скорость в соответствии с выбором вашей платформы.

3. Для тактовой частоты FPGA введите 100 в поле «Вход» и «Система».

4. В задаче Set Target Interface сопоставьте входной и выходной порты проекта с интерфейсами на целевом устройстве путем установки полей в столбце Target Platform Interfaces следующим образом:

  1. Blink_frequency_1 на кнопки пользователя N-E-S-W-C [0:4]

  1. Blink_direction на кнопки пользователя N-E-S-W-C [0:4]

  1. Светодиодные индикаторы общего назначения [0:7]

Вы можете оставить порт 'Read _ back' несопоставленным.

Сгенерируйте программный файл и загрузите на оборудование

Можно сгенерировать код, выполнить синтез и анализ, а также загрузить проект на целевой компьютер с помощью настроек по умолчанию:

1. Для группы задач Синтез и анализ снимите флажок Пропустить этот шаг опции.

2. Для группы задач Загрузить в цель снимите флажок Пропустить этот шаг опции.

3. Щелкните правой кнопкой мыши Загрузить в цель > Сгенерировать программный файл и выберите Выполнить в выбранную задачу.

4. Если ваш целевой компьютер подключен и готов к программированию, выберите подтасовку Program Target Device и нажатия кнопки Запуска.

Очистка сгенерированных файлов

Для очистки временной папки проекта можно запустить следующие команды.

mlhdlc_demo_dir = fullfile(matlabroot, 'toolbox', 'hdlcoder', 'hdlcoderdemos', 'matlabhdlcoderdemos');
mlhdlc_temp_dir = [tempdir 'mlhdlc_turnkey_led_blinking'];
clear mex;
cd (mlhdlc_demo_dir);
rmdir(mlhdlc_temp_dir, 's');