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Ab sofort gibt es für fortgeschrittene Anwender neue Funktionen in der Expert-Version von VisualApplets zur beschleunigten FPGA-Programmierung. Bild: profit_image - stock.adobe.com

VisualApplets ist die grafische Entwicklungsumgebung für individuelle FPGA-Programmierungen (FPGA: Field Programmable Gate Array) von Bildverarbeitungsanwendungen. Entwickler erhalten mit über 200 in Bibliotheken implementierten Operatoren durch eine Expert-Erweiterung neue Möglichkeiten, um Anwendungen zu designen und zu überprüfen. So lassen sich vorhandener Hardwarecode (VHDL und Verilog) importieren, das Design in der realen Laufzeit debuggen und Parameter in hierarchischen Strukturen durchgängig anpassen. Die Erweiterung enthält drei neue Funktionsbereiche: die Customer-Bibliothek mit der Möglichkeit, eigene Operatoren zu erstellen und diese im VisualApplets-Design zu verwenden, sowie die Debugging- und die Parameterbibliotheken. Dadurch sind Anwender in der Lage, eigene Bildverarbeitungsanwendungen aufwandsarm zu realisieren und diese in FPGA-Geräten einzusetzen – auf Framegrabbern sowie eingebettet in Kameras und Visionsensoren.

Fremder FPGA-Hardwarecode

Scope Operator, Bild: Silicon Software
Scope Operator für die Analyse von Grauwertbildern in der Laufzeit. Bild: Silicon Software

Die Custom-Operator-Funktionalität erlaubt Anwendern, ihre in VHDL oder Verilog programmierten Bildverarbeitungsmodule (VHDL-Bibliotheken) in VisualApplets als Operatoren weiterzuverwenden und dadurch ihre Vorarbeiten zu bewahren. Somit nutzen sie weiterhin ihr Know-how und vorhandenen Hardwarecode bei der Programmierung der FPGAs, etwa um einen bestehenden IP-Core in wenigen Schritten in neue Anwendungen zu integrieren. Dies verkürzt die Zeit von der Produktentwicklung bis zur Markteinführung erheblich.

Die Bildverarbeitungsmodule werden als vorsynthetisierte IP-Core-Netzlisten in VisualApplets eingefügt. Jeder IP-Core erzeugt genau einen Operator. Nach einem GUI-getriebenen Integrationsprozess arbeiten diese Operatoren wie generische VisualApplets-Operatoren und profitieren von alle Vorteilen des Workflows. Dazu gehören die High-Level-Simulation, die Ressourcenabschätzung und die Bandbreitenberechnung.

Debugging in der realen Laufzeit

Parameterpfade, Bild: Silicon Software
Parameterpfade lassen sich in tiefen hierarchischen Strukturen setzen. Bild: Silicon Software

Die Operatoren der Debugging-Bibliothek dienen zur Analyse von Anwendungsdesigns in der realen Laufzeit. Mit ihnen lasse sich auch Custom Operators, die noch entwickelt werden, auf Programmierfehler, Deadlocks und Bandbreitenprobleme untersuchen. Ziel ist die Verbesserung ihrer Stabilität. Wie neue Custom Operators die Designs beeinflussen, ist ebenso Teil der Analyse. Dazu zählen unter anderem Bildanalyse, Bildstatistik, Streamanalyse, Bildflusskontrolle und Monitoring. Anwender können die notwendigen Schritte während der Synthese des Designs selbständig ausführen. Beim Debugging bleibt das Design unverändert erhalten. Es werden echte statt lediglich simulierte Bilddaten ausgegeben. Mit dem Scopeoperator lassen sich beispielsweise Grauwertbilder auf ihren Signalfluss analysieren. Der Operator tastet Eingabebildzeilen ähnlich einem Oszilloskop ab und gibt eine 2D-Signalwellenform für jeden Bildkanal aus.

Parameter durchgängig im Design pflegen

Die Operatoren dieser Bibliothek erlauben es Programmierern, Parameter zu ändern, die auch tief in hierarchische Strukturen des Designs eingebettet sein können. Dadurch werden Änderungen an Designparametern wie der Auflösung durch Anwender während der Laufzeit automatisch durchgängig aktualisiert, auch in geschützten hierarchischen Boxen. Ein aufwendiges und fehleranfälliges manuelles Ändern von Parametern im gesamten Design oder der Einsatz einer Zusatzsoftware entfallen.

„VisualApplets Expert richtet sich an Anwender mit FPGA- und VHDL-Kenntnissen, die eigenständig anspruchsvolle Designs mit der grafischen Programmierumgebung VisualApplets erstellen wollen. Kunden bezahlen bedarfsgerecht für diejenige Erweiterungen, die sie auch nutzen möchten“, sagt Dr. Klaus-Henning Noffz, Geschäftsführer von Silicon Software. eh