ザイリンクス® MATLAB® および Simulink® アドオンは、MathWorks Simulink® 環境内での効率的なデザイン探索を可能にするモデルベースの設計ツールで、自動コード生成機能によりザイリンクスのデバイスをベースとする迅速な製品化をサポートします。性能に最適化された高位ブロックを使用してアルゴリズムを記述および反復させることができ、システム レベルのシミュレーションによって機能を検証できます。MATLAB® および Simulink® 向けアドオンは、自動最適化機能を使用して、ユーザーのアルゴリズム仕様をプロダクション品質のインプリメンテーションに変換します。このライブラリでは、ザイリンクス デバイス上でのアルゴリズム設計や実装をサポートする性能に最適化された合計 210 個の HDL、HLS、および A エンジン ブロックを提供します。
ザイリンクスが提供する MATLAB® および Simulink® 向けアドオンは、Model Composer と System Generator を統合した環境であり、単一ツールで次の機能を提供します。
- System Generator for DSP (HDL ベース)
- Model Composer (HLS ベース)
- Model Composer (AI エンジン ベース)
- ヘテロジニアス デバイスのモデル ベース ツール
Versal AI エンジンの場合、次の方法で AI エンジンのデザインを構築できます。
- DSP ライブラリ関数を使用
- AI エンジン カーネルをインポート
- AI エンジン グラフをインポート
- HLS カーネルをインポート
主な機能と利点
デザインの反復作業を迅速化
- 高位記述: アルゴリズムを中心とする機能重視の構築ブロックを利用することで、簡単にデザインを模索できるようになります。
- ベクトルと行列をサポート: フレーム ベースのアルゴリズム設計が可能になるため、実装のために中間の低レベル モデルに移行する時間と労力を削減できます。
- アプリケーション特定ライブラリ: 性能に最適化されたコンピューター ビジョン、演算、および線形代数ライブラリが、ザイリンクスのデバイス上でのシミュレーションおよび高性能インプリメンテーション ブロックとして提供されています。
- カスタム ブロックとして合成可能な C/C++ ブロックをインポート: シミュレーションやコード生成のために独自のカスタム ブロックを作成できるため、差別化されたアルゴリズムを柔軟に設計できます。
- Simulink とのシームレスな統合: Simulink 製品ファミリのブロックと直接接続することで、システム レベルのモデリングやシミュレーションが可能になり、Simulink のグラフィカル環境のスティミュラス生成やデータ視覚化機能をフルに活用できます。
- 整数、浮動/固定小数点をサポート: Simulink でサポートされている浮動小数点/整数データ型および Vivado HLS でサポートされている固定/半精度データ型をサポートします。
アルゴリズムをアーキテクチャに変換
- 自動最適化: Simulink 内でアルゴリズム仕様を分析し、自動最適化を実行してマイクロアーキテクチャに変換します。スループットが最適化され、ブロック RAM の使用率が削減し、ブロックの同時実行が可能になります。
- IP 作成が迅速化: シミュレーション可能なデザインを Vivado IP インテグレーターで使用できる RTL IP パッケージに変換することで、プラグアンドプレイ IP 統合設計環境を活用して複雑なデザインに対応できます。
- System Generator for DSP の利用: Model Composer の使いやすさとシミュレーション速度の利点を生かして、一部のデザインの合成済み RTL を新しいカスタム ブロックとして既存の System Generator for DSP デザインにエクスポートします。
- Vivado HLS へエクスポート: シミュレーションで出力されるテスト ベクターの記録など、アルゴリズムのさらなる最適化に必要なものをすべて自動生成し、アルゴリズムの設計/シミュレーション/検証用の Simulink グラフィカル環境と Vivado HLS 間を関連付ける高度な機能です。
- RTL インターフェイスにマッピングするためのユーザー インターフェイス: 実装用にサポートされている RTL インターフェイス (AXI4-Lite、AXI4-Stream、AXI4-Stream Video、FIFO、Block RAM) やビデオ フォーマット (AXI4-Stream Video) にユーザー デザインの入力や出力をマッピングするための使いやすいグラフィカル インターフェイスです。
- テストベンチの自動生成: シミュレーションからテスト ベクターの自動で記録し、および実行可能なデザインと生成されたコードの機能的な同等性を検証するためのテスト ベンチを自動で生成します。
2020.2 の MATLAB および Simulink 向けアドオンは、ザイリンクスの Model Composer と System Generator for DSP を統合しています。
相互接続可能な 3 つのドメイン
- RTL (System Generator for DSP)
- HLS (Model Composer)
- AI エンジン (MATLAB および Simulink アドオンで対象となる新しいドメイン)
AI エンジン (Model Composer)
- AI エンジン カーネルをインポート: C、C++、テンプレート、ステートをカプセル化するクラス
- アダプティブ データフロー グラフをインポート: テンプレートをサポート
- 次のドメイン間のゲートウェイ
- AI エンジンと RTL ドメイン
- AI エンジンと HLS カーネル ドメイン
- ロケーション制約と FIFO 挿入に対応
- ライブラリには AI エンジン DSP ライブラリ ブロックが含まれる
- SW エミュレーションおよび AI エンジン エミュレーションの実行
- ベクトル信号の次元サポートが改善: デザイン内のベクトル [N] 信号を処理するためのコード生成インフラが改善され、性能が向上。
- ベクトル パラメーター用に強化された Constant ブロック: Simulink ライブラリの Constant ブロックと同様に、ベクトル パラメーターを 1 次元として解釈するオプションをサポート。
- 最適化された DSP ブロックを使用した新しいサンプル デザイン
- 2D-FFT による MRI の画像再構成
- FIR ブロックを使用したローパス フィルター デザイン
- FIR ブロックを使用した画像平滑化フィルター
- C/C++ 関数のインポート機能が強化: :診断ビューアーに表示されるエラー/警告メッセージが改善され、カスタム コードのトラブルシューティングが強化。
- IP カタログ エクスポート タイプの IP プロパティをカスタマイズ: 合成されたデザインから、パッケージ化されている IP の名称、バージョン、ハードウェア記述言語 (VHDL または Verilog) などの IP プロパティを指定。
- [Device Chooser] の検索機能: Model Composer Hub ブロックの [Device Chooser] ダイアログ ボックスを使用し、条件に基づいてデバイスとボードをすばやく検索。
- マルチチャネル処理をサポートする FIR ブロック: FIR ブロックの機能強化により、マルチチャネル フィルタリング動作の場合、独立したデータ チャネルとして入力信号の列を処理。
- サポートされる MATLAB バージョン: R2018a、R2018b、R2019a、R2019b
- DSP ブロック ライブラリ: Model Composer で信号処理アルゴリズムを設計および実装するための新しい FFT、IFFT、および FIR ブロックを利用可能
- スループット制御の機能強化: スループット制御用に広範なブロックがサポートされている。サポートされているブロックを使用してデザインを構築し、その後、デザインに構造を変更することなくインプリメンテーションのスループット要件を制御可能
- ストリーミング データをサポートするその他のブロック: ストリーミング データの動作をサポートする広範なブロックセットを使用して、高スループット要件に対応するアルゴリズムを設計および実装。例: Look-up Table、Delay、Matrix Multiply、Submatrix
- C/C++ 関数のインポートで Complex 型のサポート強化: Std::complex に加えて、hls::x_complex 型を使用する関数のインポートをサポートできるようになり、カスタム ブロック内の複素数信号のサポートを拡張。
- C/C++ 関数のインポート機能が強化: xmcImportFunction コマンドを使用して、デザイン用のカスタム Source ブロックを作成
- 信号の次元 (Row-Matrix および Column-Matrix) のサポートが改善: デザイン内の Row-Matrix [Nx1] および Column-Matrix [1xN] 信号を処理するためのコード生成インフラが改善され、性能が向上する。
- サポートする MATLAB バージョン: R2017a、R2017b、R2018a
- スループット制御: 任意のスループットを達成するために、デザインの構造を変更しなくても 1 クロックに処理されるデータ サンプル数を指定することで Model Composer の自動最適化機能を制御します。
- シミュレーション実行中にインポート済みの C/C++ 関数をデバッグ: Simulink シミュレーションを実行中、サードパーティのデバッガーを使用して、カスタム Model Composer ブロックに関連している C/C++ コードにブレークポイントを追加し、一つずつ実行して中間変数値を確認します。
- C/C++ 関数のインポートで Complex Type をサポート: std::complex という型の引数を持つ関数をインポートして、デザイン内で複雑な信号に接続してシミュレーションできるカスタム Model Composer ブロックを作成します。
- C/C++ 関数のインポート サンプル: C/C++ 関数をカスタム Model Composer ブロックとしてインポートする際の機能を簡単に紹介するサンプルがいくつかあります。MATLAB のヘルプ ブラウザー内でこれらのサンプルにアクセスし、これらを利用して独自の関数をインポートする際に役立てます。
- 演算ブロック: Math Functions サブライブラリに新たに追加された、最適化済みの Min、Max、および Reshape Row-Major ブロックは、デザイン内でモデル化できる算術演算を拡張します。
- 信号配線ブロック: 新しい Mux および Demux ブロックは、入力信号をより大きな出力ベクター信号に結合したり、必要に応じて入力ベクター信号を構成要素レベルのスカラー出力/小さなベクター出力に分割することで、デザイン内の配線信号をより正確に制御します。
- サポートする MATLAB バージョン: R2017a、R2017b、R2018a
購入
MATLAB および Simulink アドオンは、Vivado Design Edition、Vivado System Edition、Vivado WebPACK Edition、Vitis™ 開発環境のアドオン ライセンスとして購入可能です。
ご購入を検討されている方は、japan.xilinx.com/getlicense で 90 日間の評価版ライセンスを生成できます。
ダウンロード
MATLAB および Simulink アドオンは、デザイン ツールとして追加でき、Vivado インストーラー または Vitis インストーラーを使用してインストールできます。
