FPGA与simulink联合实时环路系列——实验一 测试

实验一 测试

实验内容

    在simulink创建测试模块，通过测试模块产生信号，再传送到FPGA，FPGA读出后再将信号无处理传送回simulink进行显示。由此来测试整个硬件在环的功能是否正常，并且熟悉整个基础开发流程。

创建模型

创建开发板的信息

    在Matlab的指令窗口输入以下指令，hdlsetuptoolpath('ToolName','Altera Quartus II','ToolPath','C:\altera\11.0\quartus\bin\quartus.exe（修改为软件安装的路径）')。

    Simulink菜单操作 Verification Wizards -> FPGA-in-the-Loop (FIL)....
或Matlab 提示符输入：filWizard。

    在实验开始之前，需要根据大西瓜开发板的设计原理图，对开发板的信息进行配置，主要是对时钟信号和复位信号、采用的FIL的通信接口进行配置，如下图所示。

    在board name的选项中选择创建新的用户板卡。连接方式采用JTAG进行连接，大西瓜FPGA板卡上没有以太网，由此采用JTAG接口。

    在板卡的配置信息窗口中，首先进行板卡上FPGA芯片信息的配置，如下图所示。

设置板卡的名字logic_board，FPGA的厂商为Altera，芯片为cyclone IV E，选择对应的芯片类型 EP4C6E22C8，JTAG链位置默认。

    JTAG接口类型，时钟信号的频率、引脚号、时钟类型，复位信号的引脚号，复位的电平信息的设置，如下图所示。

 

保存板子的配置信息，在接下来的实验均要使用到该信息文件。

创建simulink模型

    在board name中选择前面配置好的板卡信息，板卡名为logic_board，选择JTAG接口，点击next。

    添加RTL文件，即设计的verilog或者是VHDL设计的代码文件，并将该文件设置为顶层文件。

    选择自动根据顶层文件生成IO，各个IO的详细信息在栏目中，IO的类型的也是很重要的，在以后的设计中要主要IO类型选择的正确。同时对复位信号的电平和时钟使能信号的电平进行设置。如下图所示。

 

    输出信号类型，这里可能会和前面的IO混淆，其实这里的信号是前面IO中由FPGA输出到simulink中的信号，这里的信号是dataout，该信号输出到simulink中，信号的位宽为8bit。

生成simulink模型和硬件模型，输出的文件类型和文件所在文件夹如下图所示。

    当出现上图中，红色标注的信息时，simulink模型和硬件模型创建成功，接下来进行simulink模型的设计和硬件的下载验证。

Simulink模块设计

RTL代码如下所示：

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.std_logic_1164.ALL;

USE IEEE.numeric_std.ALL;

 

 

ENTITY fil_led IS

port(

datain : in std_logic_vector(7 downto 0);

dataout: out std_logic_vector(7 downto 0);

clk: in std_logic;

clk_en: in std_logic;

reset: in std_logic);

end entity;

 

architecture rtl of fil_led is

begin

 

process(clk)

begin

if clk'event and clk='1' then

if reset = '0' then

dataout <= (others => '0');

elsif clk_en = '1' then

dataout <= datain;

end if;

end if;

end process;

 

end rtl; 

把Matlab产生的信号，通过JTAG接口输出到FPGA然后，FPGA再通过JTAG传送到Matlab，用于测试整个环路。

添加锯齿波产生模块，如下图所示：

 

 

    设置锯齿波模块的参数。

    添加示波器模块，如下图所示。

修改运行的时间

双击fil_test模块，下载硬件sof文件（由此，该实验中硬件模型没有修改，由此，直接选择默认的sof保存路径，接下来的实验中，由于硬件模型修改了，所以直接在Quartus II工程中下载）。

 

实验现象

双击示波器后出现

 

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