FPGA Programming Blockset

Integration von FPGA-Modellen in dSPACE Systeme

Das FPGA Programming Blockset ist ein Simulink-Blockset für die Nutzung eines FPGA-Modells, das mit einem dSPACE System mit der Xilinx® Vitis™ Model Composer HDL Library, dem vormals Xilinx System Generator Blockset, erstellt wurde.

  • FPGA Programming Blockset 2023-A – New Features

    Support of MathWorks® HDL CoderTM for modeling parts of the FPGA model with Simulink® blocks

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Anwendungsbereiche

Das FPGA Programming Blockset ist ein Simulink-Blockset für die Nutzung eines FPGA-Modells, das mit einem dSPACE System mit der Xilinx® Vitis™ Model Composer HDL Library, dem vormals Xilinx System Generator Blockset, erstellt wurde. Das Blockset bietet Blöcke für die Implementierung der Schnittstelle zwischen dem FPGA auf einem dSPACE Board und seiner I/O sowie zwischen dem dSPACE FPGA-Board und seinem Rechenkern (Computation Node, CN).

Das Blockset kann mit folgenden dSPACE FPGA-Plattformen eingesetzt werden, die benutzerprogrammierbare FPGAs bereitstellen:

  • DS2655 FPGA Base Board und seine I/O-Module
  • DS6601/DS6602 FPGA Base Boards und ihre I/O-Module
  • MicroAutoBox II 1401/1511/1514 und 1401/1513/1514, erweitert durch I/O-Module
  • MicroAutoBox III 1403/1511/1514 und 1403/1513/1514, erweitert durch I/O-Module
  • MicroLabBox

Typische Anwendungsszenarien für Rapid Control Prototyping (RCP) und Hardware-in-the-Loop-Simulation (HIL):

  • Projekte im Automobilbereich, in der Industrieautomation, der Medizintechnik sowie der Luft- und Raumfahrt
  • Signalvorverarbeitung, Anpassung neuer Schnittstellen, sehr schnelle Regelkreise, Entwerfen und Testen neuer Konzepte für elektrifizierte Antriebsstränge

Key Benefits

The dSPACE FPGA platforms provide various cutting-edge Xilinx® FPGAs which can be programmed graphically with Xilinx Vitis™ Model Composer HDL Library in Simulink®.

The FPGA Programming Blockset lets you integrate the resulting FPGA design into a real-time application that runs on dSPACE hardware.

The blockset also gives you a convenient way to connect the I/O board’s I/O driver components and to model the connection to a processor-based computation node (SCALEXIO processing hardware, MicroLabBox, or MicroAutoBox). The data exchange supports fixed-point data types as well as floating-point data types.

To grant maximum freedom in developing FPGA applications, it is also possible to handcode the entire design using the handcode interface in VHSIC hardware description language (VHDL or Verilog). Alternatively, you can integrate handwritten IP cores into your Simulink FPGA model, or you can also use MathWorks® HDL CoderTM to model parts of the FPGA design.

With the FPGA blockset, you can synthesize, build, and program an FPGA or processor directly from Simulink for optimal convenience. During run time, you can access variables to trace or modify them, without having to modify the model. An FPGA scope even allows for an in-depth analysis of your design.

Optional Hardware Boards and Variants
SCALEXIO
  • DS2655 FPGA Base Board
  • DS6601 FPGA Base Board
  • DS6602 FPGA Base Board
  • I/O modules:
    DS2655M1
    DS2655M2
    DS6651
MicroAutoBox
  • MicroAutoBox II with FPGA:
    1401/1511/1514
    1401/1513/1514
    I/O Modules for MicroAutoBox II
  • MicroAutoBox III with FPGA:
    1403/1511/1514
    1403/1513/1514
    I/O Modules for MicroAutoBox III
MicroLabBox
  • Front or Top Panel version

Functionality Description
General
  • Integrating an FPGA model on a dSPACE FPGA platform
  • I/O configuration
  • Automatic generation of a processor model template on the basis of an FPGA application
FPGA interface
  • Programming the FPGA with the Xilinx® Vitis™ Model Composer HDL Library, the former Xilinx System Generator Blockset
  • Integrating an FPGA model created with the Xilinx Vitis Model Composer HDL Library, the former Xilinx System Generator Blockset
  • Offline simulation in Simulink®
Handcode interface
  • Programming the FPGA in VHDL or Verilog
I/O access
  • Connecting the FPGA model with analog and digital input and output signals with the FPGA Blockset
Processor-FPGA communication
  • Connecting the FPGA model with the processor model running on the computation node (SCALEXIO processing hardware, MicroLabBox or MicroAutoBox)
  • Access types for system bus communication with the dSPACE FPGA platforms: register, register groups, buffer, and Simulink buses
Inter-FPGA communication between SCALEXIO FPGA base boards
  • Via I/O Module Slots offers lowest latencies
  • Via MGT Module provide highest bandwidth
  • Via IOCNET offers highest flexibility
Asynchronous tasks
  • Implementing interrupt-driven tasks in the processor model triggered from the FPGA model
Variable access
  • Tracing of register values, e.g., dSPACE in ControlDesk directly without model changes
  • Changing constant values during run time of the FPGA application without modeling
Remote FPGA build
  • Support of separate PCs for performing the FPGA build so that the PC used for modeling is not blocked
  • The build process can be observed using an extra tool
Support of MathWorks® HDL CoderTM
  • Modeling parts of the FPGA model with Simulink blocks
  • Use existing Simulink models directly as part of your FPGA application
  • Support of offline simulation and FPGA builds

Real-Time Interface (RTI) Implementierung von MATLAB®/Simulink®/Stateflow®-Modellen auf dSPACE Hardware ConfigurationDesk Konfigurations- und Implementierungssoftware für dSPACE Echtzeit-Hardware MicroLabBox-Hardware Kompakte Prototyping-Einheit für das Labor MicroAutoBox Hardware Kompakte, eigenständige Prototyping-Einheit mit Echtzeit-Hardware, I/O und Signalkonditionierung DS6601 FPGA Base Board Leistungsstarkes FPGA-Board mit der Xilinx® FPGA-Technologie für anspruchsvolle Anwendungen in der Elektromobilität DS6602 FPGA Base Board Leistungsstarkes FPGA-Board mit der neuesten Xilinx® FPGA-Technologie für anspruchsvolle Anwendungen der Elektromobilität. FPGA I/O Modules SCALEXIO FPGA I/O modules for expanding the I/O channels of the SCALEXIO FPGA base boards DS2655 FPGA Base Board SCALEXIO-I/O-Board mit benutzerprogrammierbarem FPGA DS6651 Multi-I/O Module SCALEXIO-FPGA-I/O-Erweiterung für die Entwicklung und den Test hochdynamischer Regelanwendungen SCALEXIO Processing Unit Produktlinien für Echtzeitanwendungen mit hohen Anforderungen an die Rechenleistung pro Kern und hoher Parallelität DS6001 Processor Board Leistungsstarkes Prozessorboard für SCALEXIO Systeme XSG Utils Library Einsatzfertige Funktionsblöcke für die schnelle Implementierung von FPGA-Modellen XSG AC Motor Control Library FPGA-basierter Reglerentwurf für MicroAutoBox II, MicroLabBox und SCALEXIO XSG Advanced Engine Control Library FPGA-Lösung für Zylinderdruckindizierung und In-Zyklus-Steuerung von Verbrennungsmotoren XSG Electric Component Library Plant models of electric drives featuring FPGA-based simulations

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