SoC Blockset

Entwurf, Bewertung und Implementierung von SoC-Hardware- und Software-Architekturen

Das SoC Blockset™ bietet Simulink^®-Blöcke und Visualisierungs-Tools zur Modellierung, Simulation und Analyse von Hardware- und Software-Architekturen für ASICs, FPGAs, Systeme auf einem Chip (SoC) sowie Multicore-Mikrocontrollern/-Mikroprozessoren.

Mit dem SoC Blockset können Sie Speicher und interne und externe Konnektivität sowie Scheduling und Betriebssystemeffekte simulieren, indem Sie generierten Testverkehr oder reale E/A-Daten verwenden. Sie können rasch unterschiedliche Systemarchitekturen erkunden, die Schnittstellenkomplexität abschätzen und so Entscheidungen zur Partitionierung von Hardware und Software treffen, sowie die Softwareleistung und Hardwareausnutzung bewerten.

Zusammen mit dem Embedded Coder und HDL Coder implementiert das SoC Blockset Anwendungen für Xilinx^®- und Intel^®-FPGAs, programmierbare SoCs wie Xilinx UltraScale+™ MPSoC und RFSoC sowie Multicore-Mikrocontroller/-Mikroprozessoren wie Texas Instruments C2000™ MCUs.

Jetzt beginnen:

Simulation und Analyse von SoC-Architekturen
Analyse der Systemleistung
Bereitstellung auf SoC- und FPGA-Geräten
Ausgewählte Anwendungen
Simulation und Bereitstellung auf Mikrocontrollern und Mikroprozessoren

Entwurf eines Datenpfads von einem FPGA zu einem Prozessor mit SoC Blockset: Modellierung und Simulation

Simulation und Analyse von SoC-Architekturen

Entwickeln und kombinieren Sie Software-Algorithmen, Hardware-Logik, Speichersysteme und E/A-Geräte zu Ihrer individuellen SoC-Anwendung. Bewerten Sie Architektur-Alternativen vor der Bereitstellung auf Hardware.

Entwicklung von SoC-Architekturen nach Spezifikationen

Sie können mit einer funktionalen Architektur Ihrer Anwendung in System Composer™ beginnen und dann funktionale Komponenten in die Hardware-Architektur des SoC (Prozessor), die programmierbare Logik (FPGA) und den Speicher einfügen. Danach simulieren Sie das Verhalten der Anwendung als Ganzes und verifizieren deren funktionale Korrektheit. Diese Implementierung lässt sich dann bewerten, um über die Aufteilung ihrer funktionalen Komponenten in Hardware und Software zu entscheiden.

Systemtechnischer Ansatz für SoC-Anwendungen

Mit System Composer fügen Sie den Komponenten der SoC-Hardware-Architektur funktionale Komponenten hinzu.

Analysieren des Ressourcenverbrauchs von Algorithmen

Durch Analyse von Simulink-Modellen oder MATLAB^®-Funktionen erzeugen Sie Berichte, die einen Überblick über die zur Implementierung erforderlichen arithmetischen Operatoren geben. Mithilfe dieser Berichte können Sie verschiedene Architekturen für FPGA-, ASIC- und SoC-Geräte vergleichen, Design-Tradeoffs abwägen und die Hardware/Software-Partitionierung zu untersuchen.

Analysen von Algorithmen-Ressourcen

Schätzen der Anzahl von Operatoren für MATLAB-Algorithmen

Vergleich von Implementierungen von FIR-Filtern mit dem socModelAnalyzer

Anzeigen der geschätzten Anzahl und Art von Operatoren, die zur Implementierung von MATLAB-Funktionen oder Simulink-Modellen benötigt werden.

Speicher-Transaktionen

Modellieren Sie DDR-Speicher und simulieren Sie Shared Memory-Transaktionen zwischen Hardware-Logik und eingebetteten Prozessoren. Konfigurieren Sie DMA-Speicher-Controller zur Arbitration des Speicherverkehrs. Berücksichtigen Sie in der Simulation Speicherlatenz und -durchsatz.

Analyse der Speicherbandbreite mit Traffic-Generatoren

Daten von Hardware zu Software streamen

Daten von Software zu Hardware streamen

Datentransfers von Speichern und Registern

Externe Speicherkanal-Protokolle

Entwicklung von Funkanwendungen für RFSoCs mit MATLAB & Simulink (4 Videos)

Entwurf eines Datenpfads von einem FPGA zu einem Prozessor mit SoC Blockset: Modellierung und Simulation

Task-Ausführung

Modellieren Sie die Task-Ausführung von Embedded Software so, wie sie vom Betriebssystem (OS) verwaltet wird. Simulieren Sie Tasks mit deren genauen Timing und berücksichtigen Sie dabei Kontext-Switching, Task Preemption sowie Ausführungsdauer. Modellieren Sie durch die FPGA-Fabric erzeugte Software-Interrupts. Nutzen Sie Statistiken zur Simulation der Ausführungsdauer nicht-deterministischer Tasks oder setzen Sie dazu Ausführungsdauern ein, die während Hardware-Tests aufgezeichnet wurden.

Das Konzept der Task-Ausführung

Task Manager

Task-Ausführung

Ausführungsdauer von Tasks

Auslösen von Software-Tasks durch FPGA-Interrupts

Visualisierung von Task Preemption, Kontext-Switching und Ausführungsdauer in Timing-Diagrammen.

Modellvorlagen für SoCs

Sie können komplette Modelle von SoC-Anwendungen nach einem Schritt-für-Schritt-Ansatz aufbauen oder mit vorgefertigten Vorlagen für das Hardware/Software-Coprocessing beginnen, darunter auch Vorlagen für Vision- und Kommunikations-Anwendungen.

Vorlage für Streaming vom FPGA zum Prozessor

Vorlage für Streaming vom Prozessor zum FPGA

Vorlage für ein Software-Defined Radio

HDMI-Vorlage

Framebuffer mit HDMI-Vorlage

RFSoC-Vorlage

Erzeugung von Modellen für SoC-Anwendungen mithilfe vordefinierter Modellvorlagen.

Simulation mit aufgezeichneten E/A-Daten

Zeichen Sie Hardware-Peripheriequellen wie HF-Signale oder HDMI-Daten auf und spielen Sie diese anschließend als Quellen für Simulationen oder Hardware-Tests wieder ab.

Aufzeichnung von E/A-Daten von SoC-Geräten

Simulationen mit von SoCs aufgezeichneten E/A-Daten

Wiedergabe von Aufzeichnungen als Quelle für Simulationen.

Analyse der Systemleistung

Bewertung von Speicherleistung und Task-Ausführung in Simulationen sowie On-Device-Profiling.

Analyse der Task-Ausführung

Simulieren Sie das Softwaresystem von SoC-Anwendungen durch Ausführung von Simulink-Modellen, die timer- und ereignisgesteuerte tasks enthalten. Visualisieren Sie dabei Ausführungs-Timing, Task Preemption, Taktüberläufe, ausgelassene Tasks und Kernauslastung. Spielen Sie gespeicherte Task-Ausführungen in Simulationen wieder ab und nutzen Sie dafür während früherer Simulationen aufgezeichnete oder direkt von SoC-Geräten erfasste Timing-Daten.

Task-Ausführung

Der Task Execution Report führt die Mindest-, Maximal- und typische Ausführungszeit von Tasks sowie Statistiken zur Auslastung von Prozessorkernen auf.

Leistung von DDR-Speicher

Analysieren Sie die Speicherbandbreite von Systementwürfen. Visualisieren Sie Simulationsergebnisse und Bandbreiten-Metriken vor der Bereitstellung auf dem SoC-Gerät.

Diagnostische Informationen zur FPGA-Ausführung

Kernel Instrumentation Profiler

Simulation von Shared-Memory-Transaktionen und Analysieren der Leistung.

On-Device-Überwachung der Speicherleistung und Erstellung von Task-Ausführungsprofilen

Messen Sie die Speicherleistung und Task-Ausführung auf SoC-Geräten und visualisieren Sie dann die Messergebnisse zur Abstimmung Ihres SoC-Modells auf Einhaltung von Leistungsanforderungen. Sie können dabei aus MATLAB oder von Ihrem Simulink-Prüfstand aus in Echtzeit mit SoC-Geräten interagieren.

Code Instrumentation Profiler

On-Processor Profiling der Task-Ausführung

Messung der Task-Ausführung mit dem Code Instrumentation Profiler.

Bereitstellung auf SoC- und FPGA-Geräten

Generierung von Referenzdesigns und RTL-Code für programmierbare Logik. Generierung von C/C++-Code für Prozessor-Tasks. Bereitstellung kompletter Hardware/Software-Anwendungen auf Entwicklerboards.

Generierung eines Embedded-Software-Projekts

Zusammen mit dem Embedded Coder^® generiert das SoC Blockset aus Modellen vollständige Embedded-Software-Projekte mit Scheduler, Software-Tasks und Integration von E/A-Gerätetreibern.

Generierung von SoC-Entwürfen

SoC Builder

Codegenerierung für Software-Tasks

Generierung vollständiger Embedded-Software-Projekte aus Modellen.

Generierung von Referenzdesigns

Generierung von Referenzdesigns für programmierbare Logik. Referenzdesigns sind konfigurierte Netzwerke von IP-Cores mit Daten- und Reglerpfaden, die mit externem Speicher und Softwareanwendungen verbunden werden können. Das SoC Blockset kann mit den Designtools von Xilinx und Intel verbunden werden, erzeugt dann Bitstreams und programmiert dann FPGA- und SoC-Boards.

Export benutzerdefinierter Referenzdesigns aus SoC-Modellen

Export benutzerdefinierter Referenzdesigns

Generierung von Referenzdesigns zur Nutzung mit dem vom HDL Coder generierten HDL-Algorithmen-IP.

Targeting von handelsüblichen Boards und Kunden-Boards

Implementieren Sie Hardware/Software-Anwendungen auf unterstützten Hardware-Kits wie Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoCs und RFSoCs, Zynq-7000 SoCs sowie Intel Cyclone und Arria SoC-FPGAs. Zum Targeting von Boards stehen Hardware-Unterstützungspakete bereit, Sie können aber auch Unterstützung für benutzerdefinierte Boards selbst aufbauen.

Senden und Empfangen eines Tons mit dem Xilinx RFSoC-Gerät – Teil 1 Systementwurf

Senden und Empfangen eines Tons mit dem Xilinx RFSoC-Gerät – Teil 2 Bereitstellung

5G NR-Zellsuche mit einem Xilinx RFSoC-Gerät

Unterstützte Tools und Hardware von Drittanbietern

SoC Blockset-Supportpaket für Xilinx-Geräte

SoC Blockset-Supportpaket für Intel-Geräte

Entwurf eines Datenpfads von einem FPGA zu einem Prozessor mit SoC Blockset: Xilinx-Bereitstellung (5:43)

Galerie ansehen (4 Bilder)

Ausgewählte Anwendungen

Entwickeln und stellen Sie Hardware-/Softwareanwendungen für drahtlose Kommunikation, Video- und Bildverarbeitung und Steuerungen bereit.

Drahtlose Kommunikation und Radar

Bewerten Sie Anwendungen für Radar und drahtlose Kommunikation unter Berücksichtigung des Einflusses der Prozessor-, FPGA- und DDR-Speicher-Subsysteme. Für Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC- und RFSoC-Geräte stehen vordefinierte Modelle zur Simulation von Hardware-/Softwareanwendungen bereit, die Sie auf Entwicklerboards bereitstellen und dann die Datenkonverter von RFSoC-Geräten konfigurieren können.

Puls-Doppler-Radar mit Xilinx RFSoC-Geräten

5G NR MIB-Wiederherstellung mit Xilinx RFSoC-Geräten

OFDM mit Xilinx RFSoC-Geräten senden und empfangen

Nutzung des SoC Blockset zur Modellierung, Simulation und Bereitstellung von Anwendungen wie Range-Doppler-Radars für Xilinx UltraScale+ RFSoCs.

Video- und Bildverarbeitung

Für datenintensive Anwendungen aus der Video- und Bildverarbeitung müssen Entwickler Anforderungen and die Speicherbandbreite prüfen, um sicherzustellen, dass die Anforderungen der Anwendung an Bildraten und Bildgrößen eingehalten werden. Mit dem SoC Blockset modellieren Sie externen DDR-Speicher und bewerten die Speicherbandbreite dynamisch in Simulationen. Danach generieren Sie mit HDL Coder™ das vollständig konforme AXI4-Interface-IP.

Vertikales Spiegeln von Videos mit externem Speicher

Kontrastabhängige adaptive Histogramm-Entzerrung mit externem Speicher

Modellierung einer Videoanwendung mit Blöcken aus dem SoC-Blockset

Motorsteuerung und Leistungsregelung

Implementieren Sie Echtzeit-Steuerungen für Motoren und Leistungselektronik auf Multicore-Mikrocontrollern oder SoCs durch Partitionierung der Steueraufgaben auf verschiedene Recheneinheiten. Simulieren Sie die ADC-/PWM-Peripherie-/Interprozessor-Kommunikation mit der Anlage und stellen Sie Ihren Code auf Prototypen-Systemen bereit.

Partitionierung von Motorsteuerungen für Multiprozessor-MCUs

Integration von MCU-Scheduling und Peripheriegeräten in die Motorsteuerungs-Anwendung

Partitionieren Sie Algorithmen zwischen mehreren Prozessoren.

Simulation und Bereitstellung auf Mikrocontrollern und Mikroprozessoren

Entwicklung Sie Softwarealgorithmen unter Berücksichtigung des Einflusses von Betriebssystem- und Hardware-Komponenten und stellen Sie sie dann auf Hardware bereit.

Modellierung von Peripheriegeräten

Führen Sie Simulationen im geschlossenen Regelkreis durch, die das Verhalten von Peripheriegeräten wie ADCs und PWMs berücksichtigen. Die Modelle können ADC-PWM-Synchronisierung sowie -Latenz berücksichtigen.

Integration von MCU-Scheduling und Peripheriegeräten in die Motorsteuerungs-Anwendung

ADC-Schnittstelle

PWM-Schnittstelle

Hinzufügen von MCU-Peripheriemodellierung in der Motorsteuerung mit SoC Blockset (8:02)

Hinzufügen von MCU-Peripheriemodellierung in der Motorsteuerung mit SoC Blockset

Modellierung von Multiprozessor-Architekturen

Partitionieren Sie Algorithmen zwischen mehreren Prozessoren zur Erhöhung von Designmodularität und Leistung. Modellieren Sie die Multiprozessor-Ausführung und Interprozessor-Datenkommunikation.

Interprozess-Datenkommunikation über dedizierte Hardware-Peripherie

Partitionierung von Motorsteuerungen für Multiprozessor-MCUs

Multicore-Motorsteuerung mit SoC Blockset

Bereitstellung auf Mikrocontroller- und Mikroprozessor-Boards

Rapid Prototyping auf Hardware-Boards durch Generierung von Software-Anwendungen mit Embedded Coder. Zur Feinabstimmung von Anwendungen führen Sie ein On-Device-Profiling durch.

Texas Instruments C2000-Unterstützung durch das SoC Blockset

Embedded Linux-Unterstützung durch das SoC Blockset

Erste Schritte mit SoC-Blöcken auf MCUs

Unterstützung für Embedded Linux-Boards durch das SoC Blockset