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可编程FPGA

许多应用需要在闭环速率小于1微秒的的情况下，实现高频信号的采集和产生、信号处理算法以及被控对象仿真和控制。Simulink可编程FPGA I/O模块采用Xilinx® FPGA芯片，提供低延迟连接和高频闭环采样时间。

Speedgoat的可编程FPGA I/O模块是与MathWorks®紧密合作设计的，以确保与MathWorks产品的无缝集成，如Simulink Real-Time、Simscape和HDL Coder（用于自动生成HDL代码）。

可编程FPGA I/O模块可以与一系列FPGA代码模块相结合，实现I/O和协议功能，并可根据项目需求进行调整。

可编程FPGA模块间的通信可以通过高速千兆协议来实现，如Xilinx Aurora。

可编程FPGA I/O模块选型指南

为了实现非常高的闭环速率（高达几MHz），FPGA I/O模块包括自有I/O，以绕过相对较慢的PCI总线的限制。此自有I/O可以集成到模块中，也可以作为插件添加。下面的选型指南显示了各种可用的模拟、数字和光纤收发器。

I/O module	FPGA chip	Logic cells	Front I/O lines	Rear I/O lines
IO332	Xilinx Artix-7	200k	Selectable front plug-ins	64 LVCMOS or 32 LVDS Selectable rear plug-ins 8 x MGT
IO333	Xilinx Kintex-7	325k or 410k	Selectable front plug-ins 2 x SFP	64 LVCMOS or 32 LVDS Selectable rear plug-ins 8 x MGT
IO334	Xilinx Kintex-7	325k	16 x 16-bit analog in 16 x 16-bit analog out	64 LVCMOS or 32 LVDS Selectable rear plug-ins 4 x MGT
IO335	Xilinx Kintex-7	325k	24 x 16-bit analog in	64 LVTTL or 32 LVDS Selectable rear plug-ins 4 x MGT
IO342	Xilinx Kintex Ultrascale	1.45M	Selectable plug-ins	Selectable plug-ins
IO397	Xilinx Artix-7	50k	4 x 16 bit analog in, 4 x 16-bit analog out, 14 x TTL	Not applicable

性能

Speedgoat FPGA I/O模块和Simulink Real-Time™，配合用于生成C代码的Simulink Coder™和用于生成VHDL代码HDL Coder™，可以轻松利用FPGA技术的所有优势：

任务	Simulink Coder	HDL Coder
采集和生成高达10Gsps的高频模拟和数字信号
实现20-100kHz的闭环采样率，取决于模型的复杂性和I/O通道的数量
实现高于20-100kHz的闭环速率，取决于模型的复杂性和I/O通道的数量
在FPGA上预处理或回放信号数据
基于FPGA I/O模块充分利用FPGA代码模块
浮点运算和定点实现（HDL coder可能存在一些限制，具体取决于应用程序和所使用的MATLAB版本）
将定制的HDL代码集成到Simulink设计中
记录数据到x86 RAM，SSD或者FPGA I/O模块的外部RAM中
以多个同步采样速率在多个CPU内核以及多个同步的目标主机上运行由Simulink设计的算法
以多个同步采样速率在多个CPU内核、多个CPU以及多个通过低延迟链路互连的FPGA上运行由Simulink设计的算法
在实时运行过程中观测参数和调整应用程序