克里斯托夫•哈恩Speedgoat
Speedgoat FPGA I/O模块用于实时应用中获取、处理和产生高频信号。使用预先配置的仿真软件^金宝app®^驱动模块,或使用HDL Coder™编程FPGA。使用Speedgoat FPGA编码模块用于标准I/O和协议需求,如生成或捕获快速PWM或编码器传感器信号。了解如何使用代码模块和其他随时可用的功能来入门,即使您不是FPGA专家。另外,找到决策标准来帮助你选择最好的方法。
你好呀。我的名字是Christoph,我是Speedgoat。在此视频中,我想介绍Speedgoat的FPGA解决方案。金宝搏官方网站我会努力解决为什么使用FPGA可以为您的工作有益,并向您展示Speedgoat FPGA可以做些什么。最重要的是,我将向您展示如何使FPGA成为您的工作流程。最后,我将介绍FPGA如何工作以及使它们如此强大的原因。
Speedgoat实时目标计算机配备了强大的多核cpu,能够处理大多数性能要求高的应用程序。但是对于某些应用程序,您可能需要加速算法并将其卸载到fpga中。例如,如果希望控制高动态系统,可能还希望在超低延迟的情况下同时访问和处理多个高带宽信号。
此外,高保真工厂模型可能需要卸载到高性能fpga。最后,但肯定不是最不重要的是,您可以使用fpga作为最终应用程序(如应用特定集成电路或简称ASIC)的成本有效的部署路径。现在让我们来看看Speedgoat的fpga能做什么。您可以直接从您的Simulink模型中定位它们,或者通过配置FPGA驱动程序块金宝app,然后简单地按目标运行。或与一个可编程工作流使用HDL编码器和HDL代码设备。
这是当您计划在FPGA上运行部分Simulink模型时。金宝app您甚至有一个通过simscape HDL工作流顾问器将simscape模型部署到fpga的流线型路径。有时,只有模型的I/O需要运行得更快。例如,您可能想要产生或捕获快速的PWM或编码器传感器信号。即使您不是FPGA专家,也没有必要担心。Speedgoat为您提供了现成的FPGA I/O和协议功能,所以您可以专注于您的应用程序。您可以使用最低延迟链路连接多个fpga,在单个或多个实时系统上操作其中的几个。您还可以使用fpga来同步多个实时机器和数据采集与其他I/O模块。
现在,让我们来看看Speedgeat的FPGA工作流程。SpeedGoat提供两种类型的FPGA,可配置的FPGA和Simulink可编程。金宝app可配置的FPGA允许您使用高频I / O和大量协议,而无需FPGA编程知识。Simulink驱动程序博客表示有许多代码模块。金宝app您可以直接从Simulink配置FPGA。金宝appspeedgeat为您提供不同的配置文件。因此,您可以获得专用应用程序的I / O模块的最佳性能。
fpga还可以用于调度执行子系统、整个实时应用程序和一组前单个I/O模块,甚至可以同步多个目标计算机。可编程FPGA允许您从Simulink内使用工作流的HDL代码将算法和信号I/O的两部分外包给FPGA。金宝appSpeedgoat为你提供了ready-to-program I/O和协议驱动模块。因此,它并不一定会变得更复杂,因为您可以利用并快速开始使用经过硬件验证的示例。最终,您将为您的高级用例提供更多的灵活性。
几个FPGA I / O模块允许使用两个工作流程。因此,可以使用可配置的工作流程开始简单,并在您离开时演变为可编程的工作流程。无论工作流如何,SpeedGoat FPGA都像任何其他I / O模块一样,可以重新配置。但是如何判断您在实时系统中的应用是否需要FPGA性能提升?样本速率通常是您决定是否需要FPGA的非常好的措施。如果您的应用程序具有大于1毫秒的简单时间,则完全没有使用我们的CPU技术。
对于采样率(假设高于250微秒),我们建议检查快速I/O模块。如果你的取样时间较短,Speedgoat会帮助你进行调查。通常,更快的I/O模块和可配置fpga可能已经有了很大帮助。如果更简单的时间低于50微秒,那么在fpga上运行部分I/O就变得有价值了。甚至对于更低的采样时间,算法和I/O都需要在Simulink可编程fpga上运行。金宝app
什么是FPGA有效,为什么他们如此表现?FPGA是由可配置逻辑块组成的集成电路。这些块具有专用功能。例如,在块块RAM上有效地存储特定数据类型,DSP切片有效地实现乘法器,或查找表和触发器,以实现逻辑功能,或者是预验证构建块的IP块以执行常见任务作为内存访问。
FPGA是一块电子硬件,该术语是用于现场可编程门阵列的首字母缩写。现场可编程,意味着您可以使用硬件描述性语言HDL配置互连。通过综合的HDL重新配置或重新编程FPGA,称为比特流。FPGA还具有输入/输出接口,允许FPGA与其他硬件设备接口。例如,I / O信号可以通过PCI桥来来自ADC或CPU的数字。
在展示一个示例之前,让我们总结一下fpga的主要优点。FPGA是一种可编程硬件。通过编程,您实际上构建了一个自定义处理器。相反,中央处理器执行指令,并由软件编程。FPGA可用于非常高的吞吐量,如处理传感器数据。假设您有足够的逻辑单元可用,所有任务都可以并行运行。fpga也有超低的延迟。例如,fpga不需要操作系统,通信也不需要通过USB或PCI Express等通用总线,因为fpga有自己的I/O接口。
另一个重要因素是,假设FPGA被正确描述,可以实现确定性处理行为。计算在硬件上进行,独立于后台进程或调度程序优先级。让我们通过一个例子。让我们走过一个例子并处理相机输出,简单地将帧或图像简化为一组像素。在我们的示例中,让我们在算法中使用8个像素中的8个像素,在像素级别进行一些处理步骤。
让我们从质量上比较不同计算机体系结构的执行时间。在单个核心CPU上,将按像素顺序处理。我们假设每个算法步骤在一个像素上运行一个时钟周期。现在大多数cpu都有多个核,以提高处理速度。fpga,由于它们的并行架构,可以并发地运行任务。理论上,所有像素都可以同时处理。请允许我做一个简短的免责声明,只是陈述一些我们在这些可视化中所做的关键假设。我们忽略了cpu通常比fpga有更快的时钟周期。我们也不考虑CPU空闲周期,例如访问内存。
为了理解示例概念,我们认为它很重要,对于fpga编程,甚至还有更多的主题需要考虑。fpga本质上是编程硬件。这允许大量的自由,例如指令的流和流水线。假设我们的算法由三个步骤组成。cpu操作顺序。因此,在启动第二个操作之前,第一个操作需要在整个映像上运行。现在,让我们考虑在FPGA上运行的相同算法。流数据和流水线允许并行执行编程指令。因此,像素操作可以在同一个逻辑单元上一个接一个地在三个时钟周期内完成,从而大大降低了延迟。
此外,在FPGA上,我们可以在可用的单元上并发执行操作,并获得吞吐量的显著提高。总之,fpga通过保持超低延迟来实现高数据吞吐量。感谢收看本期信息丰富的视频。我们希望您对Speedgoat的FPGA技术有一些有价值的见解,我们认为我们已经给出了一些有用的答案,为什么它值得探索FPGA。我们强调了两种工作流程,无论您是专注于应用程序还是需要对部署有完全的控制,都可以推动创新。谢谢收看。想了解更多信息和学习内容,请访问我们的网站speedgoat.com。
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