FPGA Programming Blockset

dSPACEシステムへのFPGAモデルの統合

FPGA Programming Blocksetは、かつてのXilinx ® System Generator BlocksetであるXilinx ® Vitis™ Model Composer HDL Libraryを用いてdSPACEシステムで作成したFPGAモデルを使用するためのSimulinkブロックセットです。

モジュール型システム向けのdSPACE PHS（Peripheral High-Speed）ハードウェアのサポートは、2024年12月31日に終了する予定です。2021年12月31日までは引き続き関連する製品をご購入いただけます。dSPACEソフトウェアの新しいリリースでは、モジュール型システム向けのdSPACE PHSハードウェアが少なくとも2023年末まではこれまでどおりサポートされます。FPGA Programming Blocksetでは引き続きPHSハードウェアをサポートしますが、お客様の新しいプロジェクトではPHSハードウェア製品を使用しないことをお勧めします。新規プロジェクトには、dSPACEのモジュール型リアルタイムシステムの最新テクノロジであるSCALEXIOを使用することをお勧めします。

  • プロセッサ信号の前処理および後処理

    FPGA Programming Blockset 22.2を使用すると、FPGAコンテナにSimulink関数を組み込み、FPGAコンテナにコンポーネントの前処理と後処理を含めることができます。また、これらのコンポーネントを使用すると、FPGAと計算処理ノード（CN）間でやり取りされるデータを直接CNで処理したり、FPGAとCNアプリケーション間での交換中に処理することもできます。

  • FPGAモデルからプロセッサモデル（Simulink ® 、ConfigurationDesk）への接続が簡単
  • モデルベースのI/O設定
  • Simulinkでのオフラインシミュレーション

適用分野

FPGA Programming Blocksetは、かつてのXilinx ® System Generator BlocksetであるXilinx ® Vitis™ Model Composer HDL Libraryを用いてdSPACEシステムで作成したFPGAモデルを使用するためのSimulinkブロックセットです。このブロックセットは、dSPACEボード上に実装されたFPGAとそのI/Oとの間のインターフェースとしてだけでなく、dSPACE FPGAボードと計算処理ノード（CN）間のインターフェースとしても動作するブロックです。

ブロックセットは、ユーザがプログラムできるFPGAを提供する以下のdSPACE FPGAプラットフォームで使用できます。

  • DS2655 FPGA Base BoardとそのI/Oモジュール
  • DS6601/DS6602 FPGA Base BoardとそのI/Oモジュール
  • I/Oモジュールで拡張されたMicroAutoBox II 1401/1511/1514および1401/1513/1514
  • I/Oモジュールで拡張されたMicroAutoBox III 1403/1511/1514および1403/1513/1514
  • MicroLabBox

RCP（ラピッドコントロールプロトタイピング）およびHIL（Hardware-in-the-Loop）シミュレーションの一般的な適用シナリオとしては、以下のものがあります。

  • 自動車、工業オートメーション、メディカルエンジニアリング、航空宇宙産業のプロジェクト
  • 信号のプリプロセス処理、新しいインターフェースへの対応、超高速制御ループ、電動パワートレインの新しいコンセプトの設計とテスト

主な利用効果

dSPACE FPGAプラットフォームは、Simulink環境でかつてのXilinx ® System Generator BlocksetであるXilinx ® Vitis™ Model Composer HDL Libraryを用いてグラフィカルにアプリケーションを実装できるXilinx ® FPGAを搭載しています。FPGA Programming Blocksetにより、dSPACEハードウェア上で動作するSimulinkモデルの中にFPGAモデルを取り込むことができます。I/Oボードで使用されるI/Oドライバコンポーネントの接続や、プロセッサベースの計算処理ノード（SCALEXIOプロセッサハードウェア、MicroLabBox、またはMicroAutoBox）へ接続するモデリング作業が簡単になります。データ交換では、固定小数点データ型と浮動小数点データ型がサポートされています。FPGAプログラミングはSimulink環境にシームレスに統合されているため、FPGA Blocksetを使用することにより、FPGAまたはプロセッサの統合、ビルド、プログラミングがSimulinkから直接実行できて非常に便利です。実行時には、モデルを変更することなく、各種変数にアクセスしてこれらを追跡または変更することができます。

あるいは、ハンドコードインターフェースを使用して、VHSICハードウェア記述言語（VHDL）またはVerilogでFPGAボードをプログラミングすることもできます。

オプションのハードウェア ボードおよびバリアント
SCALEXIO
  • DS2655 FPGA Base Board
  • DS6601 FPGA Base Board
  • DS6602 FPGA Base Board
  • I/Oモジュール:
    DS2655M1
    DS2655M2
    DS6651
MicroAutoBox
  • FPGAを搭載したMicroAutoBox II：
    1401/1511/1514
    1401/1513/1514
    MicroAutoBox IIに対応したI/Oモジュール
  • FPGAを搭載したMicroAutoBox III：
    1403/1511/1514
    1403/1513/1514
    MicroAutoBox IIIに対応したI/Oモジュール
MicroLabBox
  • フロントまたはトップパネルバージョン

機能 説明
全般
  • FPGAモデルをdSPACE FPGAプラットフォームに統合
  • I/Oを設定
  • FPGAアプリケーションに基づいて、プロセッサモデルテンプレートを自動生成
FPGAインターフェース
  • Xilinx ® Vitis™ Model Composer HDL Library（旧称Xilinx ® System Generator Blockset）によるFPGAのプログラミング
  • Xilinx ® Vitis™ Model Composer HDL Library（旧称Xilinx ® System Generator Blockset）で作成したFPGAモデルの統合
  • Simulinkでのオフラインシミュレーション
ハンドコードインターフェース
  • VHDLまたはVerilogによるFPGAのプログラミング
I/Oアクセス
  • FPGA Programming BlocksetによるFPGAモデルとアナログおよびデジタル入出力信号との接続
プロセッサ-FPGA間の通信
  • PGAモデルを計算処理ノード（SCALEXIOプロセッサハードウェア、MicroLabBox、またはMicroAutoBox）で実行されるプロセッサモデルに接続
  • dSPACE FPGAプラットフォームとのシステムバス通信のアクセスタイプ：レジスタ、レジスタグループ、バッファ、およびSimulinkバス
SCALEXIO FPGAベースボード間でのFPGA間通信
  • I/Oモジュールスロットによりレイテンシを最小限に抑制
  • MGTモジュールにより極めて広い帯域幅を提供
  • IOCNETにより最大限の柔軟性を実現
非同期タスク
  • プロセッサモデルの中にFPGAモデルからの割込みによって駆動されるタスクを実装
変数アクセス 1)
  • モデルを変更せずに、dSPACE ControlDeskなどで直接レジスタ値を追跡
  • FPGAアプリケーションを実行中にモデリングを行わずに定数値を変更
遠隔FPGAビルド
  • モデリングに使用するPCがブロックされないように、モデリング用PCとFPGAビルド実行用のPCをそれぞれサポート
  • 外部ツールを使用してビルドプロセスを監視可能

Real-Time Interface（RTI） dSPACEハードウェア上でのMATLAB®/Simulink®/Stateflow®モデルの実装 ConfigurationDesk dSPACEリアルタイムハードウェアに対応した設定および実装ソフトウェア MicroLabBoxハードウェア ラボ向けの小型プロトタイピングユニット MicroAutoBox Hardware リアルタイムハードウェア、入出力、およびシグナルコンディショニングを備えた小型スタンドアロンプロトタイピングシステム DS6601 FPGA Base Board 電動化モビリティ向けの高度なアプリケーションに対応したXilinx® FPGAテクノロジ搭載の高性能FPGAボード DS6602 FPGA Base Board 電気自動車向けの高度なアプリケーションに対応した最新のXilinx® FPGAテクノロジ搭載の高性能FPGAボード 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 ユーザによるプログラミングが可能なFPGAを備えたSCALEXIO I/Oボード DS6651 Multi-I/O Module 極めて動的な制御アプリケーションの開発およびテストに対応したSCALEXIO FPGA I/O拡張モジュール SCALEXIOプロセッサユニット 高いコア性能と高い並列処理性能を実現する製品ライン DS6001 Processor Board SCALEXIOシステム向けの高性能プロセッサボード XSG Utils Library FPGAモデルの実装を効率化する既成のファンクションブロック XSG AC Motor Control Library MicroAutoBox II、MicroLabBox、およびSCALEXIOのFPGAベース制御設計 XSG Advanced Engine Control Library FPGAソリューションで内燃エンジンの筒内圧指標とインサイクル制御を実現 XSG Electric Component Library Electric DriveのFPGAベースシミュレーションに対応したプラントモデル

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