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テストベンチとコンポーネント機能の記述

HDLインスタンスオブジェクトを使用した関数の記述

このセクションでは、MATLAB^® 関数 matlabcp および matlabtb の use_instance_obj 引数を使用する方法について説明します。この機能は、MATLAB 関数定義の iport、oport、tnext、tnow、および portinfo 引数を置き換えます。代わりに、HDL インスタンス オブジェクトが引数として関数に渡されます。この機能により、matlabcp および matlabtb 関数コールバックは渡された HDL インスタンス オブジェクトを取得し、状態を保持し、信号の読み取り/書き込みアクセス保護を提供し、必要に応じて状態を追加できるようになります。

この機能を使用すると、次の利点が得られます。

• 同じ MATLAB 関数を使用して、1 回限りのラッパー関数を作成する必要なく、HDL で同じモジュールの異なるインスタンスの動作を表します。

• 最初の呼び出し時に特別な portinfo 引数は必要ありません。

• 永続変数やグローバル変数を使用する必要はありません。

• 信号の読み取り/書き込みに関するフィードバックと保護が向上しました。

• オブジェクト フィールドを使用して、インスタンス パスを識別し、呼び出しがコンポーネントからのものかテスト ベンチ関数からのものかを判断します。

• フィールド引数を使用して、HDL 側の matlabcp または matlabtb インスタンス化から関数コールバックにユーザー定義の引数を渡します。

use_instance_obj 引数は matlabcp と matlabtb の両方で同一です。-use_instance_obj 引数を matlabcp または matlabtb とともに次の形式で含めます。

matlabcp modelname -mfunc funcname -use_instance_obj

use_instance_obj を使用すると、HDL Verifier™ は -mfunc 引数で指定された関数に HDL インスタンス オブジェクトを渡します。呼び出される関数のシグネチャは次のとおりです。

function MyFunctionName(hdl_instance_obj)

HDL インスタンス オブジェクト hdl_instance_obj には、次の表に示すフィールドがあります。

フィールド	読み取り/書き込みアクセス	説明
tnext	書き込みのみ	設定された時間値の間にコールバックをスケジュールするために使用されます。このフィールドは、古い portinfo 構造の tnext と同じです。次に例を示します。 hdl_instance_obj.tnext = hdl_instance_obj.tnow + 5e-9 このコード行は、tnow から time = 5 ナノ秒でコールバックをスケジュールします。
userdata	読み取り/書き込み	現在の matlabcp インスタンスの状態変数を格納します。このインスタンスのコールバックが次にスケジュールされたときに、変数を取得できます。
simstatus	読み取り専用	HDL シミュレータのステータスを保存します。HDL Verifier ソフトウェアは、この特定のインスタンスの最初のコールバック中にこのフィールドを 'Init' に設定し、その後は 'Running' に設定します。このフィールド値は読み取り専用プロパティです。 >> hdl_instance_obj.simstatus ans= Init
instance	読み取り専用	コールバックに関連付けられた Verilog®/VHDL® インスタンスの完全なパスを格納します。インスタンスは読み取り専用プロパティです。このフィールドの値は、関数呼び出しで指定されたモジュール インスタンスの値と同じです。次に例を示します。 HDL シミュレータの場合: hdlsim> matlabcp osc_top -mfunc oscfilter use_instance_obj MATLAB で、以下を実行します。 >> hdl_instance_obj.instance ans= osc_top
argument	読み取り専用	matlabcp の -argument オプションによって設定された引数を格納します。次に例を示します。 matlabtb osc_top -mfunc oscfilter -use_instance_obj -argument foo 検証ソフトウェアは、-argument オプションを -use_instance_obj と一緒に使用する場合にのみサポートします。それ以外の場合、引数は無視されます。引数は読み取り専用プロパティです。 >> hdl_instance_obj.argument ans= foo
portinfo	読み取り専用	このインスタンスに関連付けられている VHDL ポートと Verilog ポートに関する情報を保存します。このフィールド値は読み取り専用プロパティであり、関連付けられた HDL モジュールに対して定義されたポートを記述するフィールド構造を持ちます。各ポートについて、portinfo 構造体はポートのタイプ、方向、サイズなどの情報を渡します。ポート データの詳細については、ポート情報へのアクセスと適用 を参照してください。 hdl_instance_obj.portinfo.field1.field2.field3 メモ use_instance_obj を使用する場合は、HDL インスタンス オブジェクトを介して tscale にアクセスします。use_instance_obj を使用しない場合でも、portinfo を介して tscale にアクセスできます。
tscale	読み取り専用	HDL シミュレータの解像度制限 (ティック) を秒単位で保存します。このフィールド値は読み取り専用プロパティです。 >> hdl_instance_obj.tscale ans= 1.0000e-009 メモ use_instance_obj を使用する場合は、HDL インスタンス オブジェクトを介して tscale にアクセスします。use_instance_obj を使用しない場合でも、portinfo を介して tscale にアクセスできます。
tnow	読み取り専用	現在の時刻を保存します。このフィールド値は読み取り専用プロパティです。 hdl_instance_obj.tnext = hld_instance_obj.tnow + fastestrate;
portvalues	読み取り/書き込み	matlabcp インスタンスの出力ポートと入力ポートの現在の値を保存し、新しい値を設定します。次に例を示します。 >> hdl_instance_obj.portvalues ans = Read Only Input ports: clk_enable: [] clk: [] reset: [] Read/Write Output ports: sine_out: [22x1 char]
linkmode	読み取り専用	コールバックのステータスを保存します。HDL Verifier ソフトウェアは、コールバックが matlabtb に関連付けられている場合はこのフィールドを 'testbench' に設定し、コールバックが matlabcp に関連付けられている場合はこのフィールドを 'component' に設定します。このフィールド値は読み取り専用プロパティです。 >> hdl_instance_obj.linkmode ans= component

次に例を示します。matlabcp と HDL インスタンス オブジェクトの使用

この例では、HDL シミュレーターは matlabcp を繰り返し呼び出して、複数の HDL インスタンスを同じ MATLAB 関数にバインドします。各呼び出しには、動作を区別するためのコンストラクター パラメーターとして -argument が含まれます。

> matlabcp u1_filter1x -mfunc osc_filter -use_instance_obj -argument "oversample=1"
> matlabcp u1_filter8x -mfunc osc_filter -use_instance_obj -argument "oversample=8"
> matlabcp u2_filter8x -mfunc osc_filter -use_instance_obj -argument "oversample=8"

MATLAB 関数コールバック osc_filter.m は、obj.userdata を使用してユーザー インスタンス ベースの状態を設定し、他の obj フィールドを使用してポートとシミュレーション コンテキストを照会し、渡された obj.argument を使用して動作を区別します。

function osc_filter(obj)
  if (strcmp(obj.simstatus,'Init'))
    ud = struct('Nbits', 22, 'Norder', 31, 'clockperiod', 80e-9, 'phase', 1));
    eval(obj.argument);
    if (~exist('oversample','var'))
        error('HdlLinkDemo:UseInstanceObj:BadCtorArg', ...
        'Bad constructor arg to osc_filter callback. Expecting 
					''oversample=value''.');
    end
    ud.oversample        = oversample;
    ud.oversampleperiod  = ud.clockperiod/ud.oversample;
    ud.InDelayLine       = zeros(1,ud.Norder+1);

    centerfreq = 70/256;
    passband   = [centerfreq-0.01, centerfreq+0.01];
    b          = fir1((ud.Norder+1)*ud.oversample-1, passband./ud.oversample);
    ud.Hresp             = ud.oversample .* b;

    obj.userdata = ud;
  end

...

ポート情報を使用した関数の記述

• MATLAB 関数の構文と関数の引数の定義

• Oscfilter 関数の例

• ポート情報へのアクセスと適用

MATLAB 関数の構文と関数の引数の定義

MATLABコンポーネント関数の構文は

function [oport, tnext] = MyFunctionName(iport, tnow, portinfo)

MATLABテストベンチ関数の構文は

function [iport, tnext] = MyFunctionName(oport, tnow, portinfo)

MATLAB コンポーネント関数の入力/出力引数 (iport および oport) は、MATLAB テストベンチ関数のポート引数の逆になります。つまり、MATLAB コンポーネント関数は、信号データを 出力 に返し、関連する HDL モジュールの 入力 からデータを受信します。

シミュレーションのスケジュール設定に tnext と tnow を使用する方法の詳細については、tnext パラメータを使用してコンポーネント関数をスケジュールする を参照してください。

次の表では、各テストベンチおよびコンポーネント機能パラメータと、各機能で果たす役割について説明します。

パラメーター	テスト ベンチ	コンポーネント
iport	出力 関連する HDL モジュールの入力ポートに接続された信号に値を強制的に (デポジットによって) 配置する構造。	入力 tnow で指定された時間に、関連付けられた HDL モジュールに対して定義された入力ポートから信号値を受信する構造。
tnext	出力、オプション HDL シミュレータが MATLAB への次のコールバックをスケジュールする時間を指定します。tnext は空の値 ([]) に初期化する必要があります。tnext が後で更新されない場合、シミュレーション スケジュールに新しいエントリは追加されません。	出力、オプション テストベンチと同じです。
oport	入力 tnow で指定された時間に、関連付けられた HDL モジュールに対して定義された出力ポートから信号値を受信する構造。	出力 関連する HDL モジュールの出力ポートに接続された信号に値を強制的に (デポジットによって) 配置する構造。
tnow	入力 は、MATLAB関数が呼び出されるシミュレーション時間を受け取ります。デフォルトでは、時間は秒単位で表されます。詳細については、tnext パラメータを使用してコンポーネント関数をスケジュールするを参照してください。	テストベンチと同じです。
portinfo	入力 関数の最初の呼び出しのみ（シミュレーションの開始時）、portinfo は、関連する HDL モジュールに定義されたポートを記述するフィールドを持つ構造体を受け取ります。各ポートについて、portinfo 構造体はポートのタイプ、方向、サイズなどの情報を渡します。	テストベンチと同じです。

matlabcp を使用している場合は、次の例のように、関数の先頭で関数出力を空の値に初期化します。

tnext = [];
oport = struct();

メモ

VHDL 信号をインポートすると、iport、oport、portinfo の信号名はすべて大文字で返されます。

ポート情報を使用すると、起動時に提供されるポート情報に応じて異なる動作をする汎用の MATLAB 関数を作成できます。ポート データの詳細については、ポート情報へのアクセスと適用 を参照してください。

Oscfilter 関数の例

次のコードは、oscfilter MATLAB コンポーネント関数の定義を示しています。

function [oport,tnext] = oscfilter(iport, tnow, portinfo)

関数名 oscfilter は、エンティティ名 u_osc_filter とは異なります。したがって、コンポーネント関数名は、-mfunc パラメータを使用して関数を関連する HDL インスタンスに接続する matlabcp コマンドに明示的に渡す必要があります。

関数定義では、次に示すように、必要なすべての入力パラメータと出力パラメータを指定します。

oport	エンティティの出力ポート filter1x_out、filter4x_out、および filter8x_out に接続された信号に値を強制的に (デポジットによって) 適用します。
tnext	HDL シミュレータが MATLAB 関数への次のコールバックをいつ実行するかを示す時間値を指定します。
iport	エンティティの入力ポート osc_in から HDL 信号値を受信します。
tnow	現在のシミュレーション時間を受け取ります。
portinfo	関数の最初の呼び出しでは、エンティティに対して定義されたポートを記述する構造体を受け取ります。

次の図は、HDL エンティティのポートと MATLAB 関数の iport および oport パラメータの関係を示しています (示されている例は ModelSim^® での使用です)。

ポート情報へのアクセスと適用

HDL Verifier ソフトウェアは、テスト対象のエンティティまたはモジュールに関する情報を portinfo 構造で渡します。portinfo 構造体は関数の 3 番目の引数として渡されます。これは、ModelSim 関数への最初の呼び出しでのみ渡されます。portinfo 構造体で渡された情報を使用して、シミュレーション中のエンティティまたはモジュールを検証できます。次のサンプルに示すように、3 つのフィールドで情報が提供されます。これらのフィールドの内容は、VHDL エンティティまたは Verilog モジュールに定義されたポートのタイプによって異なります。

portinfo.field1.field2.field3

次の表は、各フィールドの可能な値と、その値が適用されるポート タイプを示しています。

HDL ポート情報

分野...	含まれるもの...	どれの...	そして適用対象...
field1	in	ポートが入力ポートであることを示します	すべてのポートタイプ
	out	ポートが出力ポートであることを示します	すべてのポートタイプ
	inout	ポートが双方向ポートであることを示します	すべてのポートタイプ
	tscale	HDLシミュレータで指定されたシミュレータ解像度の制限を秒単位で示します。	すべてのタイプ
field2	portname	港の名前は	すべてのポートタイプ
field3	type	ポートタイプを識別します VHDL の場合: integer、real、time、または enum Verilogの場合: 'verilog_logic' はポートタイプreg、wire、integerを識別します	すべてのポートタイプ
	right (VHDL のみ)	VHDL RIGHT 属性	VHDL integer、natural、または positive ポート タイプ
	left (VHDL のみ)	VHDL LEFT 属性	VHDL integer、natural、または positive ポート タイプ
	size	VHDL:データを含む行列のサイズ Verilog:データを含むビットベクトルのサイズ	すべてのポートタイプ
	label	VHDL:文字リテラルまたはラベル Verilog: 文字ベクトル '01ZX'	VHDL:定義済み型 BIT、STD_LOGIC、STD_ULOGIC、BIT_VECTOR、STD_LOGIC_VECTOR を含む列挙型 Verilog:すべてのポートタイプ

ModelSim 関数の最初の呼び出しには、portinfo 構造体を含む 3 つの引数があります。引数の数を確認することは、portinfo が渡されたことを確認する 1 つの方法です。次に例を示します。

if(nargin ==3)
 tscale  = portinfo.tscale;
end