MATLAB と Simulink による HDL コードの検証とデバッグ

1日目

FPGA および ASIC の設計における検証とデバッグのワークフロー

学習目標: MathWorksツールを使用したHDL検証およびデバッグのワークフローの概要を理解します。

• ロバストなテストベンチの重要性を確認する。
• 生成された HDL コードと手書きの HDL コードの両方を検証するワークフローを確認する。
• ハードウェアのデバッグとプロトタイピングのオプションを確認する。
• 必要なアドオンとハードウェア サポート パッケージをインストールする。

テストベンチ生成

学習目標: モデルベース設計、シミュレーション、コードカバレッジ、自動テストベンチ生成を用いた、網羅的なHDL検証のための高度な手法を理解します。

• テスト計画に基づいてテスト スティミュラスを開発し、モデルカバレッジを活用して網羅性を確保する。
• 生成された HDL コードの検証を HDL シミュレーターと生成されたテストベンチを使用して実行する。
• コード カバレッジを使用して、未テストのコード部分を特定し、テストの完全性を向上させる。
• Simulink で生成された HDL コードをコシミュレーションを使って検証する。
• Simulink モデル一式から SystemVerilog DPI テストベンチを自動的に生成し、検証のために実行する。

コシミュレーション

学習目標: MATLABとSimulinkをコシミュレーションワークフローに統合し、HDLコードの検証と解析、HDLモデルとSimulinkモデルの複合シミュレーションを行う方法を学びます。

• MATLAB と Simulink を使用したコシミュレーションを実行し、既存の HDL コードを検証する。
• コシミュレーション モデルを Simulink Test によるシミュレーションベースのテスト環境に統合する。
• HDL シミュレーターから MATLAB 関数を直接呼び出す。
• コシミュレーション ブロックを使用し、Simulink ブロックと並行して HDL コードをシミュレートする。

2日目

FPGA インザループ

学習目標: FPGAボード上で設計検証するために必要なツールを準備します。自動生成されたHDLコードとマニュアルで作成されたHDLコードに対して FPGA-in-the-Loopを使用して設計検証する方法を学びます。

• FPGA インザループ (FIL) シミュレーションの適切なユースケースを特定します。
• FIL 用のハードウェア環境およびソフトウェア環境をセットアップします。
• HDL ワークフロー アドバイザーを使用して、自動生成されたHDL コードの FIL 検証を実行します。
• FIL ウィザードを使用して FIL ブロックを作成し、MATLAB または Simulink で使用します。
• フレーム処理を使用して、FIL のシミュレーション時間を短縮します。
• ボード上で実行される設計を "ゴールデン参照モデル" と比較します。

FPGA Data Capture

学習目標: 実行中のFPGAからリアルタイムデータを取得し、内部信号の表示とデバッグを行います。取得したデータをMATLABまたはSimulinkにインポートして、包括的なデバッグを分析を行う方法を学びます。

• データ取得機能を HDL IP に組み込み、その IP を FPGA ハードウェアに展開する。
• FPGA Data Capture アプリを使用し、FPGA ボードからライブデータを取得して解析する。
• トリガー条件と取得条件を構成し、データ取得を最適化する。
• MATLAB を使用して、FPGA Data Capture ワークフローを自動化する。
• 既存の HDL 設計用に FPGA Data Capture の IP コアの生成と構成を行う。
• Simulink の FPGA Data Reader ブロックを使用し、FPGA からデータを収集して可視化する。

MATLAB および Simulink を使用した FPGA 上の AXI レジスタへのアクセス

学習目標: AXI Managerを使用して、MATLABまたはSimulinkからFPGA上のオンチップメモリ位置にアクセスし、読み書き操作を実行する方法を学びます。

• AXI Manager を使用して MATLAB または Simulink から FPGAオンチップ メモリ位置にアクセスし、読み取りと書き込みを行います。
• AXI Manager と AXI Subordinate の役割と用途の違いを理解します。
• FPGA 設計内に AXI Manager の IP コアを作成して展開します。
• MATLAB の AXI Manager オブジェクトを使用し、FPGA オンチップ メモリに対して読み取りと書き込みの操作を実行します。