Intel FPGA および SoC

Intel デバイスでアルゴリズムのモデリング、検証、およびプログラミングを行います。

特定分野の専門家およびハードウェア エンジニアは、MATLAB® および Simulink® を使用して、 Intel® FPGA および SoC デバイス上に展開するためのプロトタイプおよび本番環境アプリケーションを開発します。MATLAB と Simulink を使用すれば、次のことが可能になります。 

  • システムレベルでのハードウェア アーキテクチャのモデリング
  • コードを記述しない FPGA のプログラミング
  • MATLAB および Simulink のツールを使用した FPGA のシミュレーションおよびデバッグ
  • 本番環境の FPGA および SoC 設計の実行

「メカトロニクス システムのエンジニアとしての私の専門は制御システムとそのモデルであって、HDL や FPGA ではありません。モデルベースデザインでは、コントローラーと、制御されているシステムに関する私の洞察や知識を活用して、通常 FPGA エンジニアが行う作業の多くを実行し、作業負荷を軽減できます。」

Rob Reilink, DEMCON

MATLAB を Intel FPGA および SoC で使用する

FPGA プログラミングのモデリング

MATLAB および Simulink を使用してハードウェア アーキテクチャをアルゴリズムに追加します。これには、fixed-point quantization (30:34)が含まれるため、リソースをより効率的に使用できます。またnative floating-point (8:55)コード生成も含まれるため、FPGA をより簡単にプログラミングできます。テストとゴールデン リファレンス・アルゴリズムを再利用して、一連の改良点をシミュレートします。

HDL Coder™ は、信号処理ワイヤレス通信モーターと電力制御、および画像/動画処理などのアプリケーション用に、HDL 対応の Simulink および MATLAB 関数ブロックから直接合成可能な VHDL または Verilog を生成します。Intel DSP Builder は、シミュレーションおよび HDL コード生成のためにネイティブ ブロックと統合できる Intel 固有のブロックを Simulink に追加します。

SoC Blockset™ を使用して、メモリの使用やスケジューリング/OS の影響など、ハードウェア アーキテクチャおよびソフトウェア アーキテクチャの影響を解析します。


Intel FPGA および SoC のプログラミング

HDL Coder では、Simulink から直接 FPGA または SoC をプログラミングする手順が用意されています。コードを書く必要はありません。HDL Coder から、AXI インターフェイスと共に合成可能な VHDL または Verilog を最適化および生成して SoC に接続できます。そこから Embedded Coder を呼び出して、C/C++ を生成し、組み込みプロセッサで実行するソフトウェアをプログラミングします。

Embedded Coderr および HDL Coder で使用する Intel FPGA および Intel SoC デバイスのサポートパッケージがダウンロードできます。これらは、Intel Quartus Prime 合成、配置配線、および FPGA/SoC プログラミングを自動化します。


FPGA のシミュレーションとデバッグ

HDL Verifier は、MATLAB および Simulink のテスト環境を再利用して FPGA 設計を検証します。 

cosimulation (5:35)では、Mentor Graphics または Cadence Design Systems のシミュレータで実行されている Verilog または VHDL 設計に接続された MATLAB または Simulink のテストベンチを自動的に実行できます。

FPGA インザループ シミュレーションは、イーサネット、JTAG、または PCI-Express (2:52) 経由で、サポートされている Intel FPGA ボードに MATLAB または Simulink テストベンチを接続します。

MATLAB as an AXI Master interface (5:00)として使用してデータを FPGA に送信し、内部テストポイントを使用して FPGA をデバッグするためのdata capture (4:09)ロジックを挿入します。


本番環境の FPGA および SoC 設計

特定分野の専門家およびハードウェア エンジニアは、MATLAB および Simulink を使用して、ワイヤレスimage/video processing (20:59)motor and power control (24:20)、およびセーフティクリティカルなアプリケーション向けに、本番環境の FPGA および SoC を共同設計しています。

HDL Coder の高レベルの合成のoptimizations (49:42)は、生成された RTL、モデル、および要件間のトレーサビリティを維持しながら設計の目標を達成するのに役立ちます。これは、DO-254 のような信頼性の高いワークフローで重要です。HDL Coder は、合成可能な VHDL および Verilog に加えて、Quartus Prime に簡単にプラグインできる IP コアをシステム統合用に生成します。また、HDL Verifier はテストベンチ開発をスピードアップするのに役立つverification models (5:19)を生成します。