Vitis Model Composer

Model Composer は、Vivado® ML スタンダード/エンタープライズおよび Vitis™ 開発環境のアドオン ライセンスとして購入できます。

概要

Model Composer は、MathWorks MATLAB® および 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。ユーザーはアルゴリズムを設計し、それらを性能重視で最適化されたブロックを使用して反復し、システム レベル シミュレーションで論理的に正しいかどうかを検証できます。Vitis Model Composer は、自動最適化機能によってデザイン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。このツールには、200 を超える HDL、HLS、AI エンジン ブロックを含むライブラリが含まれており、ザイリンクス デバイスでのアルゴリズムの設計および実装を可能にします。また、カスタムの HDL、HLS、AI エンジン コードをブロックとしてツールにインポートすることも可能です。Vitis Model Composer には、2020.2 以降、スタンドアローン ツールとして提供されなくなったザイリンクスの System Generator for DSP の機能がすべて含まれています。

Vitis Model Composer では、次のことが可能になります。

  • AI エンジンとプログラマブル ロジックをターゲットとする最適化されたブロックを使用してデザインを作成する。
  • シミュレーション結果を視覚化して分析し、MALTAB® および Simulink® を使用して生成されたゴールデン リファレンスと出力を比較する。
  • AI エンジン ブロックとプログラマブル ロジック (HLS、HDL) ブロックの協調シミュレーションをシームレスに実行する。
  • デザインのコード (AI エンジンのデータフロー グラフ、RTL、HLS C++) とテストベンチを自動生成する。
  • カスタマイズした HLS、AI エンジン、RTL コードをブロックとしてインポートする。

最新情報

Vitis Model Composer には、ザイリンクスの System Generator for DSP の機能がすべて含まれている。System Generator for DSP を使用していたユーザーは、今後 Vitis Model Composer を使用して開発を続けることができる。

  • AI エンジン
    • 包括的な制約エディターを使用して、Vitis Model Composer で AI エンジン カーネルのあらゆる制約を指定できる。生成された ADF グラフに、これらの制約が含まれる。
    • ライブラリ ブラウザーへ AI エンジン FFT ブロックと IFFT ブロックを追加。
    • ライブラリ ブラウザーのさまざまな AI エンジン FIR ブロックを利用できる。
    • FIR フィルターの入力ポートを使用して、フィルター係数を指定できる。
    • 2 つの新しいユーティリティ ブロック (RTP Source と To Variable Size) を追加。
    • 機能強化された AIE カーネル インポート ブロックは、テンプレート化された AI エンジン機能のインポートにも対応。
    • Hub ブロックで、AI エンジン デザイン用ザイリンクス プラットフォームを指定できる。
    • Hub ブロックからは、AIE シミュレーション実行後にいつでも Vitis Analyzer を再実行できる。
    • Simulink Data Inspector を使用して、サイクルの概算出力を可視化して、各出力の推定スループットを確認できる。
    • グラフ ヘッダー ファイルのみを使用してグラフをブロックとして取り込む際の操作性が向上。
    • キャンセル ボタンが付いて進捗状況バーが刷新。
    • MATLAB の作業ディレクトリとモデルのディレクトリが異なる場合に、AI エンジン カーネルのインポートやデザインのシミュレーションを行う際の操作性が向上。
    • AIE シミュレーション時のプロファイリングがデフォルトで無効になっている。この機能は、Model Composer の Hub ブロックからオプションで有効にできる。
    • 新しい TX チェーン 200MHz の例。
    • HLS、HDL、AI エンジン ブロックを使用するデザインを紹介する新しい 2D-FFT の例。
  • HDL
    • SSR FIR (10 倍以上) および SSRFFT のシミュレーション速度が向上。
    • RAM や FIFO などのメモリ ブロックのシミュレーション速度が向上
    • ブラック ボックス インポート フローで Questa Simulator が VHDL 2008 に対応
  • 全般
    • Vitis Model Composer には、ザイリンクスの System Generator for DSP の機能がすべて含まれている。System Generator for DSP を使用していたユーザーは、今後 Vitis Model Composer を使用して開発を続けることができる。
    • MATLAB サポート - R2020a、R2020b、R2021a

 

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Vitis Model Composer 200MHz TX チェーン

2020.2 には、MATLAB および Simulink のアドオン機能として、ザイリンクスの Model Composer と System Generator for DSP が統合されています。

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。

  • 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。

  • 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。

  • 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る。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ることが可能。

  • 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。

  • 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。

  • サポートする MATLAB バージョン: R2017a、R2017b、R2018a

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購入

Model Composer は、Vivado® ML スタンダード/エンタープライズおよび Vitis™ 開発環境のアドオン ライセンスとして購入できます。

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ダウンロード

Vitis Model Composer 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。

必要な知識/スキル