FPGA编程

现场可编程门阵列(FPGA)是一种电子设备，包括数字逻辑电路，您可以编程定制其功能。由于FPGA中的逻辑是专门为执行您的应用程序而编程的，因此与运行在通用应用程序处理器上的软件指令相比，它可以更快地执行该功能，且功耗更低。在设备上还包含处理器的FPGA称为片上系统或SoC FPGA．

如何对FPGA进行编程?

如果你从MATLAB中的算法开始^®或仿真金宝app软件^®，首先需要将设计从刺激和分析中划分出来，定义硬件分区的输入和输出。

FPGA编程的主要步骤有:

1. 硬件体系结构设计。在一个SoC FPGA的情况下，硬件-软件SoC架构。
2. 设计。这是创建硬件逻辑本身的过程，通常通过使用硬件描述语言(HDL)(如VHDL)编写寄存器传输逻辑(RTL)^®或Verilog^®．目标是在操作连续数据流时匹配算法的功能，使用定点操作以提高效率。
3. 验证。这一步确保设计在FPGA编程之前按照预期工作。这可以很简单VHDL或Verilog测试平台;商业项目通常使用一种方法，例如通用验证方法(UVM)．
4. 合成。该技术将RTL转换为数字逻辑门，试图满足寄存器到寄存器的时钟频率目标，同时尽量减少FPGA上资源的使用。
5. 集成。FPGA已经包含了大量的专用资源——引脚、时钟信号、输入/输出处理(如模数转换器(ADC))，以及芯片外存储器和板上其他设备的接口。SoC FPGA也有专用寄存器，硬件和软件都可以用来相互通信。您的设计需要插入到这个“参考设计”中。
6. 实现。这是确定FPGA上的哪些物理资源要用哪些逻辑进行编程，以及如何连接(路由)它们的过程。这将产生被加载到FPGA编程设备上的位流。
7. 实验室测试和调试。经过FPGA编程，可以使用真实输入或测试输入运行。最初的几次尝试通常包括弄清楚为什么它不起作用，以及如何修复它。大多数情况下，这是由于设计步骤中没有在验证步骤中标识的问题造成的。

用MATLAB和Simulink进行FPGA编程金宝app

如果你用MATLAB和Simulink建模你的算法，你可以专注于设计算法和硬件架构。金宝app用MATLAB和Simulink进行FPGA编程的主要步骤是:金宝app

1. 添加硬件体系结构。您需要调整算法以添加硬件架构来处理连续的数据流，通常使用定点数据类型．金宝appSimulink提供了一个基于时间的可视化环境硬件体系结构设计．最佳实践是模拟设计的这个版本，并将结果与黄金算法的结果进行比较。
2. 代码生成。一旦你有了硬件设计，高密度脂蛋白编码器™生成目标独立的Verilog或VHDL RTL，并链接回模型，用于调试和功能安全工作流的可追溯性，如做- 254和ISO 26262．
3. 集成。您仍然需要一个HDL编码器的参考设计，以便将您的算法插入FPGA编程。许多是可用的硬件支持包金宝app，或从您的FPGA板供应商。
4. 合成和实现。HDL编码器可以生成RTL合成的脚本和项目，并集成了合成和实现工具赛灵思公司，英特尔,Microsemi提供自动化FPGA编程工作流程。

5. 验证。验证RTL函数是否与算法相同的最简单方法是使用高密度脂蛋白验证器™来模拟在Mentor Graphics中运行的RTL^®,^®或节奏^®Xcelium™与您的设计和测试平台在MATLAB和Simulink。金宝app在FPGA编程之前，请确保测试尽可能多的场景和角落案例，因为在FPGA上调试提供的可见性要低得多，需要更长的迭代。您可以使用金宝app仿真软件测试™以编程方式运行和管理您的测试用例金宝app仿真软件覆盖™来衡量您对设计的验证程度。
6. 实验室测试和调试。高密度脂蛋白验证器使您能够插入逻辑来驱动数据从MATLAB到FPGA作为AXI Master，并插入逻辑来捕获数据从信号内部到FPGA进行调试。您可以使用MATLAB和Simulink直接调金宝app试FPGA，无论您是否将它们用于FPGA编程工作流程。