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サブシステムで再利用可能なコードの生成

HDL Coder™ は、モデルの階層構造のあらゆるレベルで同一の Atomic サブシステム、あるいはマスク パラメーターの値以外が同じ Atomic サブシステムを検出して、単一の再利用可能な HDL module または entity を生成できます。再利用可能な HDL コードは、単一のファイルとして生成され、複数回インスタンス化されます。

Atomic サブシステムで再利用可能なコードの生成の要件

  • Simulink® の DefaultParameterBehavior コンフィギュレーション パラメーターが Inlined でなければなりません。このパラメーターは、コマンド ラインで、関数 set_param または関数 hdlsetup を使用して設定できます。この設定を [コンフィギュレーション パラメーター] ダイアログ ボックスで指定するには、Simulink Coder™ が必要です。

    メモ

    hdlsetup を使用すると InlineParams プロパティが on に設定されません。このパラメーターの有効化は、DefaultParameterBehavior を Inlined に設定するのと同じです。InlineParams を off に設定すると、DefaultParameterBehavior の値が Tunable に変更されます。

  • 信号のログまたは To Workspace や To File などのブロックによる機能を使用しないでください。

  • Atomic サブシステムは、同一またはマスク パラメーターの値を除いて同一でなければなりません。

    • 再利用可能なサブシステムに異なる値のマスク パラメーターがある場合、MaskParameterAsGeneric は on でなければなりません。このパラメーターはバーチャル サブシステムには影響しません。詳細については、Generate parameterized HDL code from masked subsystemを参照してください。

    • マスク パラメーターが調整可能でなければなりません。コード ジェネレーターは、調整不可能なマスク パラメーターと Atomic サブシステムを共有しません。

    • マスク パラメーターがスカラーでなければなりません。

    • マスク パラメーターのデータ型を、語長が 32 以下である integer または fixed-point にする必要があります。

    • 調整可能なパラメーターを使用できるのは Constant、Gain または Compare To Constant ブロックのみです。

    • 端子データ型が一致しなければなりません。

      調整可能なマスク パラメーターの値を変更すると、出力端子のデータ型も変わる可能性があります。いずれかの Atomic サブシステムに異なる端子データ型があると、そのサブシステム用に生成されたコードも異なります。

バーチャル サブシステムで再利用可能なコードの生成の要件

  • Simulink の DefaultParameterBehavior コンフィギュレーション パラメーターが Inlined でなければなりません。このパラメーターは、コマンド ラインで、関数 set_param または関数 hdlsetup を使用して設定できます。この設定を [コンフィギュレーション パラメーター] ダイアログ ボックスで指定するには、Simulink Coder が必要です。

    メモ

    hdlsetup を使用すると InlineParams プロパティが on に設定されません。このパラメーターの有効化は、DefaultParameterBehavior を Inlined に設定するのと同じです。InlineParams を off に設定すると、DefaultParameterBehavior の値が Tunable に変更されます。

  • 信号のログまたは To Workspace や To File などのブロックによるロギング機能を使用しないでください。

  • バーチャル サブシステムは同一でなければなりません。

    • SubsystemReuse が 'Atomic and Virtual' に設定されていなければなりません。

      • SubsystemReuse を 'Atomic and Virtual' に設定すると疑似代数エラーが削減され、設計の他の部分のトポロジに関係なく同一のサブシステムの認識が向上します。類似サブシステムの同定はリソース共有に役立ちます。

      • これらの値を必要な設定に設定するには、MATLAB コマンド ウィンドウで次のように入力します。

        hdlset_param('myHDLModel', 'SubsystemReuse', 'Atomic and Virtual')

      • あるいは、[コンフィギュレーション パラメーター] ダイアログ ボックスの最上位の [HDL コード生成] ペインからこのオプションを設定できます。[グローバル設定] 、 [コーディング スタイル] で、[コードの再利用] 設定を必要なオプションに変更できます。

      • 前述のコマンドでは、SubsystemReuse オプションがプロジェクトに対して設定されます。このオプションを現在のコード生成セッションのみに対して設定するには、次のように入力します。

        makehdl(<DUT system>, 'SubsystemReuse', 'Atomic and Virtual')

    • 調整可能なパラメーターを使用できるのは Constant、Gain または Compare To Constant ブロックのみです。

    • 端子データ型が一致しなければなりません。

    • 調整可能なパラメーターの値が実行時に変更された場合、コード ジェネレーターはコードを再利用しません。

Atomic サブシステムで再利用可能なコードの生成

スクリプトを開く

この例では、同一の Atomic サブシステムをもつモデルの HDL コード生成について示します。設計に同一の Atomic サブシステムが含まれる場合は、そのサブシステムに対して 1 つの HDL モジュールまたはエンティティを生成し、それを複数回インスタンス化します。

モデルを開く

hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem モデルを開いて、同一の 3 つの Atomic サブシステムを含む DUT サブシステムの例を表示します。

load_system('hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem');
open_system('hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT');

HDL コードの生成

関数makehdlを使用してモデルの HDL コードを生成できます。DUT サブシステムの HDL コードを生成するには、次のコマンドを実行します。

makehdl('hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT')

### Working on the model <a href="matlab:open_system('hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem')">hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem</a>
### Generating HDL for <a href="matlab:open_system('hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT')">hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT</a>
### Using the config set for model <a href="matlab:configset.showParameterGroup('hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem', { 'HDL Code Generation' } )">hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem</a> for HDL code generation parameters.
### Running HDL checks on the model 'hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem'.
### Begin compilation of the model 'hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem'...
### Working on the model 'hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem'...
### Working on... <a href="matlab:configset.internal.open('hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem', 'GenerateModel')">GenerateModel</a>
### Begin model generation 'gm_hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem'...
### Rendering DUT with optimization related changes (IO, Area, Pipelining)...
### Model generation complete.
### Generated model saved at <a href="matlab:open_system('hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/gm_hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem.slx')">hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/gm_hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem.slx</a>
### Generating new validation model: '<a href="matlab:open_system('hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/gm_hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem_vnl')">gm_hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem_vnl</a>'.
### Validation model generation complete.
### Begin VHDL Code Generation for 'hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem'.
### Working on hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT/vsum as hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/vsum.vhd.
### Working on hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT as hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT.vhd.
### Generating package file hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT_pkg.vhd.
### Code Generation for 'hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem' completed.
### Generating HTML files for code generation report at <a href="matlab:hdlcoder.report.openDdg('/tmp/Bdoc24a_2528353_2773140/tp23306d3d/hdlcoder-ex21822210/hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/html/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem_codegen_rpt.html')">hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem_codegen_rpt.html</a>
### Creating HDL Code Generation Check Report file:///tmp/Bdoc24a_2528353_2773140/tp23306d3d/hdlcoder-ex21822210/hdl_prj/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem/DUT_report.html
### HDL check for 'hdlcoder_reusable_code_identical_subsystem' complete with 0 errors, 0 warnings, and 2 messages.
### HDL code generation complete.

HDL Coder は、3 つのサブシステムに対して、1 つの VHDL® ファイル vsum.vhd を生成します。DUT サブシステム用に生成されたコード DUT.vhd には、vsum コンポーネントの 3 つのインスタンス化が含まれます。

ARCHITECTURE rtl OF DUT IS

-- Component Declarations
COMPONENT vsum
  PORT( In1                             :   IN    vector_of_std_logic_vector16(0 TO 9);  -- int16 [10]
        Out1                            :   OUT   std_logic_vector(19 DOWNTO 0)  -- sfix20
        );
END COMPONENT;

-- Component Configuration Statements
FOR ALL : vsum
  USE ENTITY work.vsum(rtl);

-- Signals
SIGNAL vsum_out1                        : std_logic_vector(19 DOWNTO 0);  -- ufix20
SIGNAL vsum1_out1                       : std_logic_vector(19 DOWNTO 0);  -- ufix20
SIGNAL vsum2_out1                       : std_logic_vector(19 DOWNTO 0);  -- ufix20

BEGIN
u_vsum : vsum
  PORT MAP( In1 => In1,  -- int16 [10]
            Out1 => vsum_out1  -- sfix20
            );

u_vsum1 : vsum
  PORT MAP( In1 => In2,  -- int16 [10]
            Out1 => vsum1_out1  -- sfix20
            );

u_vsum2 : vsum
  PORT MAP( In1 => In3,  -- int16 [10]
            Out1 => vsum2_out1  -- sfix20
            );

Out1 <= vsum_out1;

Out2 <= vsum1_out1;

Out3 <= vsum2_out1;

END rtl;

調整可能なマスク パラメーターをもつ Atomic サブシステムで再利用可能なコードの生成

スクリプトを開く

この例を使用して、調整可能なマスク パラメーターの値以外は同一の Atomic サブシステムを含む設計の HDL コードを生成できます。サブシステムに対して 1 つの HDL モジュールまたはエンティティを生成できます。生成されたコード内で、モジュールまたはエンティティが複数回インスタンス化されます。

モデルを開く

hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem モデルは、調整可能なマスク パラメーター値以外は同一の Atomic サブシステムを含む DUT サブシステムの例を示しています。

load_system('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem');
open_system('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT');

hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT 内で、ゲイン モジュールは調整可能なマスク パラメーターで表されるゲイン値をもつサブシステムです。ゲイン値は、gain_module は 4、gain_module1 は 5、gain_module2 は 7 です。

HDL コードの生成

同一の Atomic サブシステムに対して再利用可能なコードを生成するには、モデルに対して MaskParameterAsGeneric を有効にします。既定では MaskParameterAsGeneric は無効になっています。

調整可能なパラメーターをもつ Atomic サブシステムの再利用可能なコードの生成を有効にするには、関数hdlset_paramを使用してモデルの MaskParameterAsGeneric オプションを "on" に設定します。

hdlset_param('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem','MaskParameterAsGeneric','on');

または、[コンフィギュレーション パラメーター] ダイアログ ボックスで、[HDL コード生成]、[グローバル設定]、[コーディング スタイル] タブを選択し、[マスクされたサブシステムからのパラメーター化された HDL コードの生成] オプションを有効にします。

関数makehdlを使用して MaskParameterAsGeneric オプションを有効にし、DUT サブシステムの HDL コードを生成することもできます。

makehdl('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT','MaskParameterAsGeneric','on',...
        'TargetLanguage','Verilog')

### Working on the model <a href="matlab:open_system('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem')">hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem</a>
### Generating HDL for <a href="matlab:open_system('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT')">hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT</a>
### Using the config set for model <a href="matlab:configset.showParameterGroup('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem', { 'HDL Code Generation' } )">hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem</a> for HDL code generation parameters.
### Running HDL checks on the model 'hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem'.
### Begin compilation of the model 'hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem'...
### Working on the model 'hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem'...
### Working on... <a href="matlab:configset.internal.open('hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem', 'GenerateModel')">GenerateModel</a>
### Begin model generation 'gm_hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem'...
### Copying DUT to the generated model....
### Model generation complete.
### Generated model saved at <a href="matlab:open_system('hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/gm_hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem.slx')">hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/gm_hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem.slx</a>
### Begin Verilog Code Generation for 'hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem'.
### Working on hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT/gain_module as hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/gain_module.v.
### Working on hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT as hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT.v.
### Code Generation for 'hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem' completed.
### Generating HTML files for code generation report at <a href="matlab:hdlcoder.report.openDdg('/tmp/Bdoc24a_2528353_2772716/tp17c37791/hdlcoder-ex53380017/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/html/hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem_codegen_rpt.html')">hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem_codegen_rpt.html</a>
### Creating HDL Code Generation Check Report file:///tmp/Bdoc24a_2528353_2772716/tp17c37791/hdlcoder-ex53380017/hdlsrc/hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem/DUT_report.html
### HDL check for 'hdlcoder_reusable_code_parameterized_subsystem' complete with 0 errors, 0 warnings, and 0 messages.
### HDL code generation complete.

MaskParameterAsGeneric が有効な場合、HDL Coder は単一のソース ファイル gain_module.v を 3 つのゲイン モジュールのサブシステムに対して生成します。DUT サブシステム用に生成されたコード DUT.v には、gain_module コンポーネントの 3 つのインスタンス化が含まれます。

module DUT
        (
         In1,
         In2,
         In3,
         Out1,
         Out2,
         Out3
        );

input   [7:0] In1;  // uint8
input   [7:0] In2;  // uint8
input   [7:0] In3;  // uint8
output  [31:0] Out1;  // uint32
output  [31:0] Out2;  // uint32
output  [31:0] Out3;  // uint32

wire [31:0] gain_module_out1;  // uint32
wire [31:0] gain_module1_out1;  // uint32
wire [31:0] gain_module2_out1;  // uint32

gain_module   #  (.myGain(4)
                  )
              u_gain_module   (.In1(In1),  // uint8
                               .Out1(gain_module_out1)  // uint32
                               );

assign Out1 = gain_module_out1;

gain_module   #  (.myGain(5)
                  )
              u_gain_module1   (.In1(In2),  // uint8
                                .Out1(gain_module1_out1)  // uint32
                                );

assign Out2 = gain_module1_out1;

gain_module   #  (.myGain(7)
                  )
              u_gain_module2   (.In1(In3),  // uint8
                                .Out1(gain_module2_out1)  // uint32
                                );

assign Out3 = gain_module2_out1;

endmodule  // DUT

gain_module.v 内で、myGain Verilog® パラメーターが調整可能なマスク パラメーター用に生成されます。

module gain_module
        (
         In1,
         Out1
        );

input   [7:0] In1;  // uint8
output  [31:0] Out1;  // uint32

parameter [31:0] myGain = 4;  // ufix32

wire [31:0] kconst;  // ufix32
wire [39:0] Gain_mul_temp;  // ufix40
wire [31:0] Gain_out1;  // uint32

assign kconst = myGain;

assign Gain_mul_temp = kconst * In1;
assign Gain_out1 = Gain_mul_temp[31:0];

assign Out1 = Gain_out1;

endmodule  // gain_module

入力モデルにマスク変数やマスク初期化コードなどのマスク情報を含むサブシステムがある場合、このようなサブシステムのマスク情報は生成されたモデルで保持されます。この情報が不要な場合は削除できます。

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