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VCU FPGA — acquisizione, DSP e bridge host
IP VHDL per acquisire e condizionare segnali sensore in una vehicle control unit: pipeline ADC e FIR, gestione knock e LVDT, allineamento di fase e collegamento a host MCU/SoC.
/ context
Il problema tecnico
Portare segnali sensore differenti a un host di controllo con temporizzazioni definite e interfacce coerenti. Servono acquisizione, filtraggio e buffer dedicati, coefficienti configurabili e un’integrazione che permetta al firmware host di utilizzare i dati e controllare le funzioni FPGA.
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Dai sensori alla pipeline FPGA
Le funzioni sono sviluppate in VHDL su Artix-7 e organizzano acquisizione ADC, filtraggio FIR e decimazione in una pipeline hardware. Il progetto comprende percorsi per segnali di potenza, buffer knock e catena LVDT. Ogni funzione rende espliciti il formato dei dati, il ritmo di acquisizione e il collegamento con i blocchi successivi. Questa suddivisione permette di integrare sorgenti con esigenze diverse, mantenendo identificabili gli elementi che condizionano la temporizzazione. La logica di elaborazione viene così descritta insieme alle interfacce necessarie per utilizzarne i risultati.
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Allineamento e configurazione dei dati
La sincronizzazione e l’allineamento di fase utilizzano le risorse MMCM della FPGA. Parametri e registri configurabili collegano il comportamento della pipeline alle impostazioni richieste dal sistema. I coefficienti FIR sono ricaricabili tramite BlockRAM, mentre le mappe dei buffer e le interfacce AXI definiscono l’accesso alle informazioni. Il lavoro comprende la descrizione delle relazioni temporali, delle sezioni funzionali e dei parametri di progetto. Questo consente a chi integra l’IP di distinguere i dati acquisiti dai comandi di configurazione e di comprendere gli effetti delle impostazioni.
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Bridge verso host e integrazione
Il bridge HSSL collega il sistema a un host AURIX; un’interfaccia SPI slave mette a disposizione un ulteriore percorso verso il SoC. La progettazione considera insieme RTL e firmware host, definendo registri, buffer e modalità di scambio. Il flusso Vivado comprende integrazione delle IP, testbench e analisi di timing. Specifiche e note di design accompagnano il codice per guidare l’inserimento nella VCU e le verifiche delle singole funzioni. Il risultato è un insieme di blocchi integrabili, con documentazione delle interfacce e delle condizioni necessarie al loro utilizzo.
/ output
Cosa comprende il lavoro
- IP VHDL e integrazione FPGA delle funzioni VCU
- Pipeline di acquisizione e condizionamento
- Mappe di registri e buffer per il firmware host
- Interfacce HSSL e SPI
- Parametri di progetto e configurazione dei coefficienti
- Testbench, specifiche e note sulle relazioni temporali
/ contact
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