Utilisez DSP Builder pour créer des conceptions FPGA Intel performantes

Utilisez DSP Builder pour créer des conceptions FPGA Intel performantes

Table des matières :

1. Introduction
2. Les avantages de DSP Builder
3. Le processus de conception basé sur les modèles
   • 3.1. Recherche et spécifications système
   • 3.2. Modélisation et simulation
   • 3.3. Implémentation et intégration
   • 3.4. Déploiement et vérification
4. Exemple de flux de travail : Conception algorithmique
5. Exemple de flux de travail : Conception sans fil
6. Conclusion
7. Ressources supplémentaires

Introduction

Dans cet article, nous allons explorer DSP Builder, un outil puissant permettant aux utilisateurs des outils MathWorks tels que Matlab et Simulink d'implémenter leurs conceptions en silicium avec des FPGA Intel. Nous aborderons les avantages de DSP Builder, le processus de conception basé sur les modèles, ainsi que deux exemples de flux de travail : la conception algorithmique et la conception sans fil. Avec DSP Builder, les concepteurs peuvent tirer parti d'un environnement de développement et de vérification productif tout en maintenant l'intégrité de leur processus de vérification. Passons maintenant en revue les avantages de DSP Builder.

Les avantages de DSP Builder

DSP Builder offre de nombreux avantages lorsqu'il s'agit d'implémenter des conceptions en silicium. Tout d'abord, il permet aux utilisateurs de passer facilement des modèles Simulink aux FPGA Intel, ce qui réduit considérablement les efforts de développement. Les IP FPGA générées par DSP Builder sont optimisées par des experts FPGA Intel, offrant des performances élevées et une efficacité exceptionnelle. La combinaison des outils MathWorks et de DSP Builder permet aux concepteurs de bénéficier d'un environnement de développement cohérent et de gagner du temps en évitant de devoir basculer entre plusieurs environnements.

DSP Builder facilite également la vérification des conceptions. En utilisant les outils MathWorks, les concepteurs peuvent effectuer des simulations complètes de leurs modèles et valider leurs spécifications dès le début du processus. Cette approche réduit les risques d'erreurs et augmente la confiance dans la conception finale du FPGA. De plus, DSP Builder offre la possibilité de générer du code C pour les processeurs ARM embarqués dans les SoC, offrant ainsi une solution complète pour les systèmes qui combinent FPGA et processeur.

Le processus de conception basé sur les modèles

Le processus de conception basé sur les modèles avec DSP Builder comprend plusieurs étapes clés. Tout d'abord, il commence par la recherche et l'établissement des spécifications du système. À ce stade, les concepteurs définissent les exigences globales du système et déterminent comment le système sera validé.

Ensuite, les concepteurs passent à la modélisation et à la simulation de leur conception. En utilisant Simulink, ils créent des modèles de simulation qui leur permettent de valider le comportement de leur système avant de passer à l'implémentation.

L'étape d'implémentation et d'intégration consiste à utiliser DSP Builder pour générer le code RTL qui sera implémenté sur le FPGA Intel. Cette étape nécessite des connaissances spécialisées en FPGA, mais avec DSP Builder, les concepteurs peuvent bénéficier d'une génération automatique de code optimisé.

Enfin, le déploiement et la vérification permettent de valider le fonctionnement du système sur le FPGA Intel. Des outils de vérification supplémentaires sont disponibles pour s'assurer que le code généré correspond aux spécifications du système et que le système fonctionne comme prévu.

Exemple de flux de travail : Conception algorithmique

Prenons un exemple concret pour illustrer le flux de travail de la conception algorithmique avec DSP Builder. Supposons que nous voulions concevoir un algorithme de traitement du signal pour une application de traitement audio.

Dans la phase de recherche et de spécifications système, nous définirions les exigences de l'application audio, telles que la qualité sonore souhaitée, les contraintes de latence, etc. Nous aurions également besoin de spécifier les caractéristiques du FPGA Intel que nous utiliserions.

Ensuite, nous passerions à la modélisation et à la simulation de notre algorithme dans Simulink. Nous pourrions utiliser des blocs DSP prédéfinis pour créer notre modèle de traitement audio et effectuer des simulations afin de valider le comportement de notre algorithme.

Une fois satisfait de notre modèle, nous utiliserions DSP Builder pour générer le code RTL correspondant à notre algorithme. Cela comprendrait l'optimisation automatique du code pour maximiser les performances sur le FPGA Intel.

Enfin, nous déploierions notre code sur le FPGA Intel et le testerions pour vérifier son bon fonctionnement dans le contexte de notre application audio. Tout au long de ce processus, nous pourrions revenir en arrière et apporter des modifications à notre modèle dans Simulink si nécessaire.

Exemple de flux de travail : Conception sans fil

Un autre exemple de flux de travail utilisant DSP Builder concerne la conception sans fil. Supposons que nous voulions concevoir un système de communication sans fil utilisant des FPGA Intel.

Dans la phase de recherche et de spécifications système, nous spécifierions les exigences de notre système sans fil, telles que la bande de fréquence utilisée, la portée requise, etc. Nous déterminerions également la configuration matérielle des FPGA Intel nécessaires pour notre système.

Ensuite, nous passerions à la modélisation et à la simulation de notre système de communication sans fil dans Simulink. Nous utiliserions des blocs prédéfinis pour représenter les éléments clés de notre système, tels que les modulateurs, les démodulateurs, etc. Nous effectuerions des simulations pour valider les performances de notre système et ajusterions notre modèle si nécessaire.

Une fois satisfaits de notre modèle, nous utiliserions DSP Builder pour générer le code RTL correspondant à notre système de communication sans fil. Le code généré serait optimisé pour maximiser les performances du FPGA Intel dans le contexte de la communication sans fil.

Enfin, nous déploierions notre code sur les FPGA Intel et effectuerions des tests pour vérifier que notre système fonctionne comme prévu, en tenant compte de la configuration matérielle spécifique.

Conclusion

DSP Builder est un outil puissant qui facilite la conception et la mise en œuvre de systèmes sur FPGA Intel à l'Aide d'une approche basée sur les modèles. Avec DSP Builder, les concepteurs peuvent tirer parti de l'environnement de développement MathWorks tout en profitant des performances optimisées des FPGA Intel. Le processus de conception basé sur les modèles offre une productivité accrue et une réduction des erreurs tout au long du cycle de développement. Que ce soit pour la conception algorithmique, la conception sans fil ou d'autres domaines d'application, DSP Builder est un outil précieux pour les concepteurs de FPGA Intel.

Ressources supplémentaires

• Site Web de MathWorks : www.mathworks.com
• Site Web d'Intel FPGA : www.intel.fr/content/www/fr/fr/products/programmable/home.html
• Documentation DSP Builder : www.mathworks.com/help/dspbuilder

FAQ :

Q1. Quels sont les avantages de DSP Builder par rapport à une approche traditionnelle de développement FPGA ? R1. DSP Builder permet aux utilisateurs de passer facilement des modèles Simulink aux FPGA Intel, réduisant ainsi les efforts de développement. De plus, DSP Builder offre une génération automatique de code RTL optimisé, ce qui permet de gagner du temps et d'améliorer les performances de l'implémentation FPGA.

Q2. DSP Builder peut-il être utilisé pour des systèmes avec des FPGA d'autres fabricants que Intel ? R2. Non, DSP Builder est spécifiquement conçu pour les FPGA Intel. Cependant, il existe des outils similaires disponibles pour d'autres FPGA sur le marché.

Q3. Quelle est la principale différence entre DSP Builder et les outils de conception traditionnels ? R3. La principale différence réside dans l'intégration étroite de DSP Builder avec les outils MathWorks tels que Matlab et Simulink. Cela permet aux concepteurs de bénéficier d'un environnement cohérent de modélisation, simulation et vérification, tout en offrant des performances optimisées grâce à la génération automatique de code RTL.

Q4. Y a-t-il des simulations supplémentaires que je peux effectuer avec DSP Builder pour valider ma conception FPGA Intel ? R4. Oui, DSP Builder peut être utilisé en conjonction avec les outils de simulation disponibles dans Simulink pour effectuer des simulations supplémentaires et vérifier les performances de votre conception FPGA Intel.

Q5. Puis-je intégrer du code C généré par DSP Builder dans mon système basé sur FPGA Intel ? R5. Oui, DSP Builder génère non seulement du code RTL, mais il peut également générer du code C pour les processeurs ARM embarqués dans les SoC FPGA Intel. Ainsi, vous pouvez intégrer du code C dans votre système FPGA Intel si nécessaire.