创建 HDL 兼容的 Simulink 模型

此示例说明如何创建一个适用于 HDL 代码生成的 Simulink® 模型。要创建一个与 HDL 代码生成兼容的 MATLAB® 算法，请参阅编写 MATLAB 代码以生成高效 HDL 和 HLS 代码的规范。

该模型是一个简单的计数器算法，它向上计数，并在达到您指定的上限后绕回到零。要直接打开模型而不执行这些步骤，请参阅简单计数器模型。

使用空白 DUT 模板

要创建一个 HDL 兼容的 Simulink 模型，请使用空白 DUT 模板。该模板使用 hdlsetup 函数针对 HDL 代码生成进行了预配置。

  1. 在 MATLAB 工具条上，点击 Simulink 按钮。

  2. 在 Simulink 起始页中，导航到 HDL Coder 部分，然后选择空白 DUT 模板。

  3. 将模型以文件名 hdlcoder_simple_up_counter.slx 保存在可写的工作文件夹中。

Simple counter model that has subsystem named HDL_DUT.

空白 DUT 模板有 HDL_DUT 子系统，该子系统对应于您要为其生成 HDL 代码的在测设计 (DUT)。为了验证 DUT 功能，模板包含一个在 HDL_DUT 子系统外部的测试平台，该测试平台向 DUT 提供输入并记录输出值。请参阅Partition Model into DUT and Test Bench。

从 HDL Coder 库中选择模块

要设计您的计数器算法，请使用 HDL Coder 模块库中的模块。此库中的模块已针对 HDL 代码生成进行了预配置。要过滤 Simulink 库浏览器以显示支持 HDL 代码生成的模块库，请执行以下操作：

  1. 在 App 选项卡上，选择 HDL Coder。

  2. 从 HDL Code 选项卡中，选择 HDL 模块属性 > 打开 HDL 模块库。

或者，在命令行中输入 hdllib。

hdllib

Simulink Library Browser that shows the HDL Coder compatible blocks.

您可以通过 Simulink 使用 HDL Coder 库中的模块。如果您没有 HDL Coder™，您可以在模型中对这些模块进行仿真，但无法生成 HDL 代码。

您可以在以下模块库中找到 HDL 支持的其他模块：

  • DSP System Toolbox HDL Support

  • Communications Toolbox HDL Support

  • Vision HDL Toolbox

  • Wireless HDL Toolbox

要将库浏览器还原到默认视图，请在库浏览器中点击 exit HDL-compatible blocks mode 按钮。或者，在命令行中输入：

hdllib('off')

为 DUT 开发算法

  1. 双击 HDL_DUT 子系统。将模块从 HDL Coder 库拖到您的模型中。下表列出了要添加到模型以设计计数器的模块。要了解模块的功能并指定其模块参数，请双击该模块。

    模块库模块数量模块参数
    ConstantSources2

    • 常量值：1 和 0

    • 输出数据类型：uint8

    SwitchSignal Routing2首个输入传递条件:：u2 > 阈值
    DelayDiscrete2延迟长度：1
    SumMath Operations1累加器数据类型：继承:与第一个输入相同
    Relational OperatorLogic and Bit Operations1关系运算符：>

  2. 将输入端口 In1 和 In2 分别重命名为 count_threshold 和 Enable。将模块放置在您的模型中并连接它们。

    HDL_DUT Subsystem to model simple up counter. The subsystem has two input named, Enable and count_threshold.

Enable 信号指定计数器是否从先前值向上计数。当 Enable 信号为逻辑高电平时，计数器进行从零到 count_threshold 值的向上计数。当 out 的值等于 count_threshold 值时，计数器绕回到零并重新开始计数。当 Enable 信号变为逻辑低电平时，计数器保持先前的值。

为设计创建测试平台

导航到模型的顶层并更改输入设置。

  • 将 Constant 模块输入更改为 count_threshold：此输入指示计数器计数所达到的最大值。此示例说明如何设计一个 4 位向上计数器。将常量值设置为 15 (2^4 - 1)，并将输出数据类型设置为 uint8。

    然后，此 Constant 模块的输出数据类型与 HDL_DUT 子系统内部的 Constant 模块的输出数据类型匹配。

  • 将 Counter Free-Running 模块输入更改为 Enable：删除 Counter Free-Running 模块。将此模块替换为 Constant 模块，后者的值为 1，输出数据类型设置为 boolean，并且采样时间为 1。

HDL_DUT subsystem with ports connected to inputs and display.

另请参阅创建简单模型。

上一节显示了您按照上述步骤创建的 hdlcoder_simple_up_counter.slx 模型。要在 MATLAB 中打开该模型，请点击打开模型按钮。

简单计数器模型

打开模型

打开此模型以查看简单的计数器。该模型从零向上计数到阈值，然后绕回到零。阈值设置为 15。要更改阈值，请更改 count_threshold 端口的输入值。Enable 信号指定计数器是向上计数还是保持先前的值。值为 1 表示计数器持续向上计数。

仿真并验证设计功能

将模型的停止时间设置为 50。通过点击 按钮对您的模型进行仿真。要查看仿真结果，请打开模型顶层的 Scope 模块。

仿真结果显示 Enable 信号生成常量值 1。out 信号从 0 计数到 15，绕回到零，然后再次向上计数。

display of Ramp signal with uniform step increments.

从 Simulink 模型生成 HDL 代码

在生成 HDL 代码之前，您可以验证模型设置是否与 HDL 代码生成兼容。此示例中使用的计数器模型与 HDL 代码生成兼容。要验证和更新模型以与 HDL 兼容，请使用 HDL 代码顾问。请参阅Check HDL Compatibility of Simulink Model Using HDL Code Advisor。

请参阅Generate HDL Code from Simulink Model。

另请参阅

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